对FeCoB/MgO/FeCoB隧道结的实验研究表明,硼在溅射过程中扩散到MgO中,形成多晶Mg-B-O区。这些隧道结提供高隧穿磁阻值和低RA产物。然而,Mg-B-O区域的晶体结构仍然未知。使用密度泛函技术,我研究了三种潜在的镁(B)氧化物,包括Mg $_{2}$ B $_{2}$ O $_{5}$(单斜晶系和三斜晶系)和斜方晶系矿物Kotoite(Mg $_3$ B $_2$ O $_6$)。Kotoite是形成磁性隧道结的最佳候选者。Kotoite的(100)面与(001)MgO具有良好的晶格匹配,并且在退火过程中可以将相邻的FeCo模板化为bcc层。Kotoite的复杂能带结构分析表明,C $_{2v}$ $\tildeΔ_1$带具有比C $_{2v}$ $\tildeΔ_4$带小得多的虚k分量。基于对称性分析,FeCo中的多数自旋$Δ_1$带应与Kotoite $\tildeΔ_1$带良好耦合,而少数FeCo $Δ_5$将与$\tildeΔ_4$带部分耦合。Kotoite提供了一种新的途径,高隧穿磁电阻的基础上自旋过滤的低对称性的氧化物区域。
英文摘要:
Experimental studies of FeCoB/MgO/FeCoB tunnel junctions indicate that boron diffuses into MgO during rf-sputtering and forms polycrystalline Mg-B-O regions. These tunnel junctions provide high tunneling magnetoresistance values and low RA products. However the crystal structure of the Mg-B-O region remains unknown. Using density functional techniques, I examine three potential Mg(B) oxides including Mg$_{2}$B$_{2}$O$_{5}$ (monoclinic and triclinic) and the orthorhombic mineral Kotoite (Mg$_3$B$_2$O$_6$). Kotoite is the best candidate for formation in magnetic tunnel junctions. The (100) surface of Kotoite has a good lattice match with (001) MgO and could template neighboring FeCo into bcc layers during annealing. Complex band structure analysis of Kotoite shows that the C$_{2v}$ $\tildeΔ_1$ band has a much smaller imaginary k component than the C$_{2v}$ $\tildeΔ_4$ band. Based on symmetry analysis, the majority spin $Δ_1$ band in FeCo should couple well with the Kotoite $\tildeΔ_1$ band, while the minority FeCo $Δ_5$ will couple partially with the $\tildeΔ_4$ band. Kotoite provides a new route to high tunneling magnetoresistance based on spin filtering by a lower symmetry oxide region.
Two-Dimensional Boron Oxides with Dirac Loop and Strongly anisotropic Carrier Mobility
近年来,二维硼片由于其多晶型结构和优异的性能而引起了人们的广泛关注。同时,由于硼原子化学性质的复杂性和缺电子性,二维硼片易受环境影响。因此,探索新的2D氧化硼变得非常必要。在这项研究中,我们从理论上探讨了二维硼氧化物的结构和它们的基本性质。我们发现,二维硼氧化物是金属或半金属,当氧浓度低。更有趣的是,B_6O_1在费米能级附近呈现狄拉克环,最大费米速度估计高达0.61* 10E_6m/s,这与石墨烯中的费米速度非常接近。另外,当氧浓度为1/4时,最稳定的B_4O_1得到了直接带隙为1.24 eV的半导体,并且具有很强的各向异性载流子迁移率。在其他二维材料中还没有报道过两个方向之间载流子迁移率的巨大差异。此外,当氧浓度大于四分之一时,二维硼片将变得不稳定。我们还提出了一种方法,如何综合这些系统。我们的工作提供了二维硼氧化物的基础知识,并可能导致新的二维硼氧化物的发现。B6 O 1和B4 O 1独特的电子性质使它们成为应用于高性能纳米器件的有前途的2D材料。
Controlling boron redistribution in CoFeB/MgO magnetic tunnel junctions during annealing by variation of cap layer materials and MgO deposition methods
Boron Nitride and Oxide Supported on Dendritic Fibrous Nanosilica for Catalytic Oxidative Dehydrogenation of Propane
在这项工作中,我们能够显着提高用于丙烷氧化脱氢(ODH)的氮化硼催化剂的活性,通过设计和合成负载在树枝状纤维纳米二氧化硅(DFNS)上的氮化硼(BN)。DFNS/BN表现出显著提高的催化效率,伴随着优异的稳定性和选择性。织构表征与固态NMR和X-射线光电子能谱分析一起表明DFNS和连接到二氧化硅的各种硼位点的独特纤维形态的组合的存在是这种催化性能增加的原因。值得注意的是,DFNS/B ${}_2$ O ${}_3$也显示出催化活性,尽管与DFNS/BN相比具有更中等的选择性。固体核磁共振谱表明,DFNS/BN的高选择性可能源于大量的氢键羟基连接到B原子。该研究表明,氮化硼和氧化物都是活性催化剂,并且通过使用高表面积载体(DFNS),丙烷到丙烯的转化率以及烯烃的产率显著增加。
Controlling electronic, magnetic, thermal, and optical properties of boron-nitrogen codoped strontium oxide monolayer: Activation of optical transitions in the VL region
Hyper-Raman scattering from vitreous boron oxide: coherent enhancement of the boson peak
报道了玻璃态B $_2$ O $_3$的超拉曼散射光谱,并与拉曼散射结果进行了比较。其主要特征是索引的结构单元的振动。特别注意的是低频玻色子峰,这是示出涉及到平面外振动的B $_3$ O $_3$ boroxol环和BO $_3$三角形。它的超拉曼强度与合作极性模式相当。它指出了一个相当大的相干增强的超拉曼信号相比,拉曼。这可以用结构单元的对称性来解释。
Boron-assisted synthesis of compositionally complex amorphous oxides via short-range-order-constrained generative design
Key Laboratory of Material Simulation Methods and Software of Ministry of Education, College of Physics, Jilin University(吉林大学物理学院教育部材料模拟方法与软件重点实验室);Aiiso Yufeng Li Family Department of Chemical and Nano Engineering, University of California, San Diego(加州大学圣地亚哥分校爱思唯尔俞峰李家族化学与纳米工程系);College of Chemistry and Molecular Engineering, Peking University(北京大学化学与分子工程学院);Institute of Molecular Engineering Plus, College of Chemistry, Fuzhou University(福州大学化学学院分子工程+研究院);Institute of Modern Physics, Fudan University(复旦大学现代物质结构研究所);Program in Materials Science and Engineering, University of California, San Diego(加州大学圣地亚哥分校材料科学与工程项目);Center for Renewable Energy and Storage Technologies, Physical Science and Engineering Division, King Abdullah University of Science and Technology(阿卜杜拉国王科技大学物理科学与工程学院可再生能源与储能技术中心);Department of Computer Science and Engineering, University of California, San Diego(加州大学圣地亚哥分校计算机科学与工程系)
Preparation sequence controls oxygen partitioning between boron and lithium on tungsten
TheoretiK Consulting(TheoretiK咨询公司);Department of Nuclear Engineering, The Pennsylvania State University(宾夕法尼亚州立大学核工程系);Department of Materials Science and Engineering, Monash University(蒙纳士大学材料科学与工程系);Department of Mechanical Engineering, The Pennsylvania State University(宾夕法尼亚州立大学机械工程系)
Theory of tunnel magnetoresistance in magnetic tunnel junctions with hexagonal boron nitride barriers: mechanism and application to ferromagnetic alloy electrodes
Thermal Conductivity of Oxide Tunnel Barriers in Magnetic Tunnel Junctions Measured by Ultrafast Thermoreflectance and Magneto-optic Kerr Effect Thermometry
磁隧道结中自旋相关的电荷输运可以通过温度梯度来控制,这可以用于自旋电子学和自旋热电子学应用。热致现象的评价需要了解邻近铁磁(FM)引线的氧化物隧道势垒的温差。然而,准确测量仅由几个原子层组成的氧化物隧道势垒的热性质是具有挑战性的。在这项工作中,我们实验询问的温度演变的Ru/氧化物/FM/种子/MgO(氧化物=MgO,MgAl 2 O 4; FM=Co,CoFeB;种子=Pt,Ta)结构具有垂直磁各向异性使用超快测温。Ru层是光学厚度和超快激光脉冲加热,随后的温度变化监测使用Ru和磁光克尔效应(MOKE)的FM层的热反射。我们使用二次MOKE独立测量Co和CoFeB磁性的响应时间,并获得Co的τem=0.2 ps,CoFeB的τem = 2 ps。这些时间尺度比通过氧化物隧道势垒的热传输的时间尺度短得多,其发生在10-3000 ps。我们确定的MgO和MgAl 2 O 4隧道势垒的有效热导率在0.4-0.6 W m-1 K-1的范围内,可比的Ru/氧化物和氧化物/FM接口的串联电导的估计和一个数量级小于MgO薄膜的热导率。我们发现,在隧道势垒附近的电子-声子的热导是只有5-12倍的氧化物隧道势垒的热导大。因此,电子温度的下降比穿过隧道势垒的声子温度的下降大大约20-30%。
Nanospot Angle-Resolved Photoemission Study of Bernal-Stacked Bilayer Graphene on Hexagonal Boron Nitride: Band Structure and Local Variation of Lattice Alignment
Large current modulation and tunneling magnetoresistance change by a side-gate electric field in a GaMnAs-based vertical spin metal-oxide-semiconductor field-effect transistor
MgGa2O4 spinel barrier for magnetic tunnel junctions: coherent tunneling and low barrier height
采用磁控溅射法制备了Fe/MgGa 2 O 4/Fe(001)磁性隧道结。隧道磁电阻(TMR)的比率高达121%,在室温下(196%,在4 K)观察到,这表明在MgGa 2 O 4势垒的相干隧道效应的TMR增强。MgGa 2 O 4层具有尖晶石结构,并且由于MgGa 2 O 4的轻微的四方晶格畸变,其显示出与Fe层良好的晶格匹配。势垒厚度依赖性的隧穿电阻和电流-电压特性表明,MgGa 2 O 4势垒的势垒高度远低于MgAl 2 O 4势垒。这项研究表明,潜在的Ga基尖晶石氧化物的MTJ势垒具有大的TMR比在低电阻面积积。
Effect of "dipolar-biasing" on the tunability of tunneling magnetoresistance in transition metal oxide systems
我们在La $_{2/3}$ Sr $_{1/3}$ MnO $_{3}$与CoFe $_{2}$ O $_{4}$的复合物中观察到一种不寻常的隧穿磁电阻(TMR)现象,其中TMR随外加磁场的变化曲线表明了一种“负矫顽场”。追溯其起源到一个“偶极偏置”的La $_{2/3}$ Sr $_{1/3}$ MnO $_{3}$由CoFe $_{2}$ O $_{4}$,我们表明,即使是一个单一的复合材料的TMR可以连续调谐,使电阻峰值或最高灵敏度的TMR可以定位在任何地方的磁场轴与适当的磁历史的样品。TMR的这种前所未有的可调谐性的现象通常应该存在于所有这样的复合材料中。
Emergent Spin-Filter at the interface between Ferromagnetic and Insulating Layered Oxides
我们报道了界面感应磁化对铁磁锰氧化物La $_{0.7}$ Ca $_{0.3}$ MnO $_{3}$和绝缘铜酸盐PrBa $_{2}$ Cu $_{3}$ O $_{7}$组成的磁性隧道结输运性质的强烈影响。与通常观察到的隧道磁阻随温度降低而稳定增加相反,该系统在低温下表现出突然的异常降低。有趣的是,这种异常行为可以归因于锰氧化物接触的正自旋极化和界面诱导的Cu磁化的负自旋过滤器效应之间的竞争。