High-performance nonvolatile spin FETs from 2D metallic ferromagnetic and ferroelectric multiferroic heterostructure

多铁性 铁磁性 异质结 铁电性 材料科学 凝聚态物理 自旋(空气动力学) 金属 自旋电子学 光电子学 物理 电介质 冶金 热力学
作者
B. Liu,Xian Zhang,Weihua Hou,Hao Feng,Zhengfei Dai,Zhi‐Xin Guo
出处
期刊:Applied Physics Letters [American Institute of Physics]
卷期号:126 (24)
标识
DOI:10.1063/5.0267449
摘要

All-electric-controlled nonvolatile spin field-effect transistors (SFETs) based on 2D multiferroic van der Waals heterostructures hold significant promise for spintronics. However, their performance is constrained by the limited availability of 2D magnetic materials capable of switching between metallic and semiconducting states, with tunable bandgaps controlled by ferroelectric polarization. Most research focuses on modifying semiconducting materials to achieve metallic behavior. We propose an approach that utilizes interface effects to convert metallic 2D magnetic materials into half-metals and induce half-semiconducting behavior via ferroelectric polarization. Density functional theory (DFT) calculations on the CrPS3/Sc2CO2 heterostructure show that Sc2CO2 polarization can modulate the electronic structure of CrPS3, switching it from half-metallic to half-semiconducting. Using this approach, we designed an SFET, and Nonequilibrium Green's function combined with DFT (NEGF-DFT) analysis revealed an on/off current ratio greater than 5.43 × 106%, with nearly 100% spin-polarized current at 6500 μA/μm and a bias voltage below 0.2 V. This method paves the way for high-performance SFETs that exceed the capabilities of current 2D materials.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
隐形曼青应助cybersd采纳,获得20
刚刚
刚刚
小二郎应助羞涩的问兰采纳,获得10
刚刚
文静紫烟应助赤壁采纳,获得10
1秒前
诗诗完成签到 ,获得积分10
3秒前
3秒前
廖宇欣发布了新的文献求助10
3秒前
4秒前
4秒前
4秒前
寻心完成签到,获得积分10
5秒前
半胱氨酸完成签到,获得积分10
6秒前
Demons完成签到 ,获得积分10
6秒前
espcoco发布了新的文献求助10
6秒前
斯文含灵完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
Sealthy完成签到 ,获得积分10
7秒前
mingior完成签到,获得积分10
7秒前
9秒前
zzz发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
xing_xing应助羊羊羊采纳,获得20
11秒前
aajhajkahna应助瘦瘦怀亦采纳,获得10
11秒前
廖宇欣完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
大方的蓝发布了新的文献求助10
11秒前
hyh完成签到,获得积分10
11秒前
12秒前
Rhea完成签到 ,获得积分10
12秒前
GO1发布了新的文献求助10
12秒前
ruicao完成签到,获得积分10
13秒前
眼睛大的友易完成签到,获得积分10
13秒前
14秒前
14秒前
wshuai发布了新的文献求助30
14秒前
英俊的铭应助淡定夜山采纳,获得10
15秒前
LI发布了新的文献求助10
15秒前
15秒前
小白发布了新的文献求助10
17秒前
魔幻的寒风完成签到,获得积分10
19秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Positive Art Therapy Theory and Practice 800
Effects of Two Weeks of Red Light Therapy on Choroidal Thickness and Axial Length in Young Adults 700
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
The Neuroscience of Language 400
Common Foundations of American and East Asian Modernisation: From Alexander Hamilton to Junichero Koizumi 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7672228
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9239231
关于积分的说明 19899416
捐赠科研通 7241738
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3285247
关于科研通互助平台的介绍 2443420
邀请新用户注册赠送积分活动 2287445