Voltage-driven v.s. Current-driven Spin Torque in Anisotropic Tunneling Junctions
本文从理论上研究了在界面自旋轨道相互作用（SOI）存在的情况下，磁性隧道结中的非平衡自旋输运。界面SOI产生形式为{ \bf T}= T_{||} { \bf M}x（{ \bf z}x{ \bf M}）+ T_{\bot} { \bf z}x{ \bf M}的自旋力矩，即使在没有外部自旋极化器的情况下。对于厚且大的隧道势垒，扭矩减小到垂直分量$T_{\bot}$，其可以通过在绝缘体两端施加电压来电调谐。在薄且低的隧道势垒的极限下，出现面内扭矩$T_{||}$，与隧道电流密度成正比。磁性器件的实验影响进行了讨论。
2011-10-16 cond-mat.mes-hall
Temporal and Dose Kinetics of Tunnel Relaxation of Non-Equilibrium Near-Interfacial Charged Defects in Insulators
本文主要是致力于数学方面的建模和模拟隧道弛豫的非平衡带电氧化物陷阱位于/附近的界面绝缘体导电沟道，例如在辐照MOS器件。隧道退火响应函数的一般形式是从带电缺陷建立和退火的速率方程推导出的，作为具有不同时间常数的不同缺陷的响应的线性叠加。利用这种线性响应函数，分析和讨论了一些重要的实际问题。结合隧道和热或RICN退火，功率一样的时间松弛后，一个单一的离子罢工到栅极氧化层，描述的一般方法的上下文中。
2015-04-17 cond-mat.mes-hall physics.space-ph
Spin-flop driven interfacial tunneling magnetoresistance in an antiferromagnetic tunnel junction
The Hong Kong University of Science and Technology（香港科技大学）；National Institute for Materials Science（国立材料研究所）
利用二维反铁磁体实现低功耗高灵敏度磁隧道结，通过界面效应和自旋翻转效应调控隧穿磁电阻，为自旋电子器件提供新可能。
2025-12-03 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Crucial role of interfacial $s$-$d$ exchange interaction in the temperature dependence of tunnel magnetoresistance
隧道磁电阻（TMR）是最重要的自旋电子学现象之一，但其在有限温度下的衰减是其应用的一个严重障碍。在这里，我们揭示了一个关键的决定因素的缺点，即，在界面铁磁层的传导$s$和本地化的$d$电子之间的$s$ - $d$交换相互作用。通过计算Fe/MgO/Fe（001）体系的TMR比随温度的变化关系，发现由于$s$ - $d$交换相互作用在$Δ_1$态引起的自旋翻转散射，所得到的TMR比随温度的升高而显著降低.耦合常数$J_{sd}$的材料依赖性也讨论了一个非经验的方法的基础上。
2021-11-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tunnel junctions based on interfacial 2D ferroelectrics
该研究通过扫描探针显微镜和隧穿输运测量，探索了基于扭转TMD双层滑动铁电性的隧道结开关行为，发现双极开关受畴结构影响且需部分位错实现极化反转，为光电器件发展奠定基础。
2024-03-14 cond-mat.mes-hall
Direct observation of interfacial exchange coupling in a magnetic tunnel junction through spin-polarized quasiparticle interference
Fudan University（复旦大学）；Hefei National Laboratory（合肥国家实验室）；Shanghai Research Center for Quantum Sciences（上海量子科学研究中心）；Zhejiang Normal University（浙江师范大学）
利用自旋极化扫描隧道显微镜和准粒子干涉，直接观测了Fe涂层针尖与Cr(001)表面形成的磁性隧道结中的界面交换耦合，发现铁磁针尖引起Cr(001)自旋极化表面态显著能量位移（高达10 meV），且该位移对针尖-表面距离和自旋排列高度敏感。
2026-06-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Spin Torque in Anisotropic Tunneling Junctions
从理论上研究了在界面自旋轨道相互作用（SOI）存在的情况下，磁性隧道结中的自旋输运。由于界面SOI的存在，即使在没有外部自旋极化器的情况下，也可以在SOI中产生二阶电流驱动的自旋矩。该扭矩具有两个分量，面内和垂直于旋转平面，其可以诱导电流驱动的{ \em磁化切换}从面内到面外配置或{ \em磁化旋进}，类似于自旋阀中的自旋转移扭矩。因此，似乎可以通过改变偏置电压或在界面处电修改SOI来控制磁化稳定状态和动态。
2011-10-16 cond-mat.mes-hall
Planar graphene tunnel field-effect transistor
我们提出了石墨烯隧道场效应晶体管的概念。主要思想是基于使用两个石墨烯电极，其具有在公共栅极的影响下由窄间隙划分的锯齿形终止。我们的分析表明，这种器件在室温下在低栅压和高开/关电流比下将具有显著的开关效应。
2014-02-06 cond-mat.mes-hall
Effects of the interfacial polarization on tunneling in surface coupled quantum dots
极化效应被精确地包括在一个量子点的模型中，该量子点紧邻一个平面界面。有效地将这种潜在的薛定谔方程利用映射出的影响，在这样的异质结中的载流子隧穿的图像电位效应。特别是，研究了载体质量与量子点、其周围基质和电极的介电常数之间的相互作用。我们发现，平面电极结构的极化率可以显着增加较重的载流子的隧穿率，可能导致质量的依赖性的隧穿率的质的变化。我们处理极化的方法可以推广到两粒子相互作用的屏蔽，因此可以应用于激子解离和库仑阻塞等计算。与通过量子点的中间表面局域态隧穿相反，我们的工作确定了参数空间，在该参数空间上，体积态在其隧穿特性中经历了显着的修改。
2012-07-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Exploring the Role of Interfacial Dzyaloshinskii-Moriya Interaction in Write Error Rate Anomalies of Spin-Transfer Torque Magnetic Tunnel Junctions
Virginia Commonwealth University（弗吉尼亚联邦大学）
本研究通过微磁模拟探究界面Dzyaloshinskii-Moriya相互作用（DMI）在STT-MRAM写错误率（WER）异常中的作用，发现DMI会促进非相干反转、延长开关时间并产生中间多畴态，导致类气球效应，指出界面工程可提升器件可靠性。
2025-11-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Charge pumping by magnetization dynamics in magnetic and semi-magnetic tunnel junctions with interfacial Rashba or bulk extrinsic spin-orbit couplings
本文发展了一种含时非平衡格林函数（NEGF）方法，研究了在F/I/F磁性隧道结（MTJ）或F/I/N半MTJ中，当F/I界面存在本征Rashba自旋轨道耦合（SOC）或F层中存在非本征SOC时，其中一个铁磁层的旋进磁化引起的自旋泵浦问题（F-铁磁体; N-正常金属; I-绝缘屏障）。为了表示时间平均的泵浦电荷电流，或相应的直流电压信号在开路，在最近的实验中测量的半MTJ [T。Moriyama等人，物理修订信函100，067602（2008）]中，我们构建了一种用于双时间傅立叶变换的NEGFs的新的解决方案。在这个表示中的两个能量参数的NEGFs连接的Floquet定理描述多光子发射和吸收过程。在传导电子的这种完全量子力学处理中，我们发现：（i）仅在存在界面Rashba SOC的情况下，F/I/N半MTJ中的非零dc泵浦电压可以在绝热水平出现（即，（ii）如果Rashba SOC不位于旋进F层中，则该电荷泵浦现象消失的独特特征是作为旋进锥角的函数改变符号的dc泵浦电压;（iii）与在没有SOC的情况下的标准自旋泵浦不同，其中一个发射或吸收的微波光子足以匹配随磁化旋转的坐标系中的精确解，Rashba SOC的存在需要考虑多达10个光子，以达到泵浦电荷电流的渐近值;（iv）F/I/F MTJ内的无序可以增强准弹道输运机制中的直流泵浦电压;……
2011-11-17 cond-mat.mes-hall
Electron Tunneling Enhances Thermal Conductance through Metal-Insulator-Semiconductor Junctions
针对半导体器件界面热阻高、无结构改性的热导增强手段匮乏的问题，本研究发现电子热隧穿新路径，可通过光激发或偏压提升金属-绝缘体-半导体结热导，建立隧穿失配模型描述该效应，为界面散热提供新机制。
2025-11-16 cond-mat.mes-hall physics.app-ph quant-ph
Fast, low-current spin-orbit torque switching of magnetic tunnel junctions through atomic modifications of the free layer interfaces
自旋轨道扭矩的未来应用将需要新的机制来提高切换纳米级磁性隧道结（MTJ）的效率，同时还控制磁动力学以实现具有低写入错误率的快速纳秒级性能。在这里，我们展示了一种策略，同时提高界面的磁各向异性能量和抑制界面的自旋记忆损失，通过引入亚原子和单原子层的铪在顶部和底部界面的铁磁自由层的面内磁化的三端MTJ器件。当与产生自旋-轨道扭矩的beta-W自旋霍尔沟道结合时，累积效应是5.4 x 106 A/cm 2的切换电流密度，比室温下任何其他自旋-轨道-扭矩磁存储器件中所展示的低3倍以上，并且具有仅2 ns长的电流脉冲的高度可靠的切换。
2017-10-17 cond-mat.mes-hall
Tunneling magnetoresistance of Fe/ZnSe (001) single- and double-barrier junctions as a function of interface structure
在这篇文章中，我们计算了自旋相关的弹道和相干输运通过外延Fe/ZnSe（001）简单和双磁隧道结与两种不同的界面终端：Zn终止和Se终止。的结的电子结构是由第二近邻{ \it spd}紧束缚哈密顿参数化为{ \it从头计算能带结构，而电导和隧道磁阻计算内Landauer的形式主义。计算是在零偏置电压下进行的，并且是能量的函数。我们显示和讨论的界面结构上的自旋相关的运输通过简单和双隧道结的影响。
2008-10-02 cond-mat.mes-hall
Tunnel-Barrier-Engineered Ultrafast Demagnetization and Spin Transport in Graphene-Based Heterostructures
S. N. Bose National Center for Basic Sciences（S.N. 玻色基础科学国家中心）；Indian Institute of Science Education and Research Kolkata（加尔各答印度科学与教育研究所）；Uppsala University（乌普萨拉大学）
通过工程化超薄隧穿屏障层，研究了石墨烯基异质结构中超快去磁与自旋输运的调控机制，实现了对自旋磁化动态的外部控制。
2026-01-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Interface-driven giant tunnel magnetoresistance in (111)-oriented junctions
理论研究了（111）取向的Co/MgO/Co（111）和Ni/MgO/Ni（111）结的隧道磁电阻效应。Co基结的TMR比大于2000 $\%$，比Ni基结高一个数量级。高的TMR比归因于界面共振效应：界面$d$ - $p$反键态在多数自旋通道中接近费米能级处形成，并且两个界面中的这些态彼此共振。这与Fe（Co）/MgO/Fe（Co）（001）中高TMR比的传统相干隧穿机制有本质的不同。
2020-04-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
First principles investigation of magnetocrystalline anisotropy at the L2$_1$ Full Heusler|MgO interfaces and tunnel junctions
用第一性原理计算研究了Heusler合金$|$ MgO界面的磁晶各向异性。结果表明，Co封端的Co $_{2}$ FeAl $|$ MgO界面表现出垂直磁各向异性，最高可达1.31 mJ/m $^2$，而FeAl封端的界面表现出面内磁各向异性.原子层分辨分析表明，Co $_{2}$ FeAl $|$ MgO界面垂直磁各向异性的起源可以归因于界面Co原子的面外轨道贡献。同时，Co $_{2}$ MnGe和Co $_{2}$ MnSi与MgO的界面倾向于有利于所有终端的面内磁各向异性。
2016-09-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Experimentally Engineering the Edge Termination of Graphene Nanoribbons
石墨烯纳米带（GNR）的边缘由于其对GNR的电子和磁性的潜在影响而引起了人们的广泛关注。在这里，我们报告的能力，工程师通过氢等离子体蚀刻高品质GNRs的微观边缘终端。使用高分辨率扫描隧道显微镜和第一性原理计算相结合，我们已经确定了确切的原子结构的等离子体蚀刻GNR的边缘，并建立了终止功能基团的锯齿形，扶手椅和手性边缘取向的化学性质。我们发现，氢等离子体蚀刻GNRs的边缘一般是平坦的，没有结构重建，并终止于氢原子与最外层的碳边缘原子没有再杂交。锯齿形和手征边缘都显示出边缘态的存在。
2013-01-29 cond-mat.mes-hall
Voltage- and temperature-dependent rare-earth dopant contribution to the interfacial magnetic anisotropy
用电压而不用电流来控制磁性材料和器件，有望成为节能的纳米级器件。在这里，我们研究了温度依赖的电压控制的磁性金属和非磁性绝缘体之间的界面上的稀土（RE）的局部矩引起的磁各向异性，如Co|（RE）|氧化镁。基于晶体的Stevens算符表示和外加场效应，我们发现在室温下存在大的占主导地位的四极本征和场致界面各向异性。我们建议通过在过渡金属隧道结的界面上撒稀土来改善其功能。
2020-07-09 cond-mat.mes-hall
Voltage-controlled antiferromagnetism in magnetic tunnel junctions
我们证明了在CoFeB/MgO/CoFeB磁性隧道结中的电压控制的交换偏置效应，该效应与在CoFeB电极和MgO势垒之间形成的界面Fe（Co）Ox有关。界面反铁磁性，巨隧穿磁电阻，和急剧切换的磁化CoFeB的独特组合允许灵敏的检测交换偏置。发现在低温下，交换偏置场可以由磁场等温控制。更重要的是，交换偏置也可以有效地操纵的电场施加到MgO势垒由于电压控制的反铁磁各向异性在这个系统中。
2021-01-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Description of current-driven torques in magnetic tunnel junctions
本文用自由电子描述了非共线磁化的磁性隧道结中自旋相关的输运。我们研究了隧穿输运中横向自旋密度的起源以及引起局域磁化振荡力矩的量子干涉。自旋转移力矩进行了分析，发现一个重要的偏置不对称性以及阻尼振荡行为。此外，我们调查的s-d交换耦合上的扭矩的影响，特别是在半金属MTJ的情况下，其中的自旋转移扭矩是由于界面自旋相关的反射。
2007-12-01 cond-mat.mes-hall
Field effect and local gating in nitrogen-terminated nanopores (NtNP) and nanogaps (NtNG) in graphene
利用隧道电流方法可以实现单分子生物传感，并有望应用于蛋白质和DNA测序。电极-分子-电极隧穿电流主要取决于分子能级是否参与电子输运。在这里，我们发现，采用DFT和非平衡格林函数形式主义，放置在石墨烯电极之间的苯分子能级的能量受到电极终端的强烈影响。在电极末端形成的依赖于终端的偶极子诱导间隙场效应，这是负责移动的分子水平。我们表明，HOMO是最接近费米能量的氮封端的纳米间隙（NtNG）和纳米孔（NtNP），促进他们作为强有力的候选人单分子传感应用。
2018-12-26 cond-mat.mes-hall
First-principles spin-transfer torque in CuMnAs$|$GaP$|$CuMnAs junctions
我们证明了电流垂直于平面几何的全反铁磁隧道结可以用作具有潜在高频操作的高效自旋电子学器件。通过使用最先进的密度泛函理论结合量子输运，我们证明了电极的Néel矢量可以通过自旋转移矩来操纵。这在两个不同的磁性子晶格上交错，并且可以产生动力学和切换。同时利用标准隧道磁阻效应可以读出结的不同磁化状态。计算了在反铁磁CuMnAs电极和GaP隔离层之间具有不同表面终端的CuMnAs $|$ GaP $|$ CuMnAs结。特别是，我们发现，扭矩仍然交错的终止，而磁阻取决于界面的微观细节。
2016-11-22 cond-mat.mes-hall
Ab initio studies of the spin-transfer torque in tunnel junctions
我们计算了Fe/MgO/Fe隧道结中的自旋转移矩，并与全金属结的结果进行了比较。我们表明，自旋转移力矩是在铁磁层的界面在更大程度上比在全金属结。这一结果起源于铁的半金属行为的$Δ_1$状态在布里渊区中心;与全金属结构，退相不起重要作用。我们进一步表明，它是可能的，以得到一个分量的扭矩是平面的磁化，这是线性的偏置。然而，观察这样的扭矩需要高度理想的样品。在具有典型界面粗糙度的样品中，扭矩与全金属多层膜中的扭矩相似，尽管原因不同。
2007-11-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Observation of fluctuation-induced tunneling conduction in micrometer-sized tunnel junctions
采用电子束光刻技术制备了微米级Al/AlO $_{x}$ /Y隧道结。薄（$\approx$ 1.5- 2 nm厚）绝缘AlO $_{x}$层通过O $_{2}$辉光放电生长在Al基极的顶部。在1.5 ~ 300 K的宽温度范围内测量了零偏压电导$G(T)$和结的电流-电压特性。除了在低- $G$结中观察到的直接隧穿传导机制之外，高- $G$结还揭示了一种独特的电荷传输过程，该过程通过短纳米收缩表现出热波动诱导的隧穿传导（FITC）。我们归因于实验实现的FITC机制起源于“热点”（不完整的针孔）的形成在AlO $_{x}$层由于大的结势垒界面粗糙度。
2012-08-15 cond-mat.mes-hall
Scanning Tunneling Microscopy Study and Nanomanipulation of Graphene-Coated Water on Mica
我们在室温下使用拉曼光谱和超高真空扫描隧道显微镜（UHV-STM）研究了石墨烯片和白云母（云母）表面之间捕获的界面水。我们能够以原子分辨率对石墨烯-水界面进行成像，揭示了石墨烯下方捕获的水的分层网络。我们用碳纳米管的高度参考来确定水层的数量。在正常扫描条件下，水结构保持稳定。然而，在更大的电子能量下，我们能够使用STM尖端局部操纵水。
2012-05-30 cond-mat.mes-hall
Superpoissonian shot noise in organic magnetic tunnel junctions
有机分子最近已经彻底改变了制造新的自旋电子器件的方法。尽管进行了大量的研究，但隧穿电子通过有机势垒的统计数据仍然不清楚。在这里，我们研究电导和散粒噪声在磁性隧道结与PTCDA障碍几纳米厚。对于结中的电子隧穿制度，与磁阻比在10和40\%之间，我们观察到superpoissonian散粒噪声。的Fano因子超过1.5-2倍的最大值报告的磁性隧道结与无机障碍，表明自旋相关的聚束隧穿。我们解释了我们的主要研究结果的模型，其中包括隧道通过两个级别（或多级）系统，起源于界面键的PTCDA分子。我们的研究结果表明，当电子隧穿有机势垒时，界面在控制散粒噪声中起着重要的作用。
2015-01-22 cond-mat.mes-hall
Two-photon Induced Hot Electron Transfer to a Single Molecule in a Scanning Tunneling Microscope
用飞秒激光脉冲辐照工作在隧道区的扫描隧道显微镜（STM）的结。STM针尖中的光激发热电子共振隧穿进入表面上单个分子的激发态，将其从中性转化为阴离子。电子转移速率与入射激光功率成二次方关系，表明是一个双光子激发过程。偏振测量进一步证实了这种非线性光学过程。电子转移速率的空间依赖性表现出原子尺度的变化。双脉冲相关实验揭示了STM结中光致充电过程的超快动力学性质。这些实验结果对于理解许多纳米无机-有机结构中的光致界面电荷转移具有重要意义。
2010-08-14 cond-mat.mes-hall
Tunneling conductance of a metal-semiconductor heterostructure with Rashba effect
本文从理论上研究了具有Rashba自旋轨道耦合的金属-半导体混合结构的面内隧穿谱。我们发现电导谱中两个不同特征之间的能量间隔可以用来测量半导体的Rashba能量。我们还考虑了改变界面处自旋守恒和自旋翻转散射的概率对整体电导的影响。令人惊讶的是，在某些条件下，界面散射概率的增加实际上可以导致电导增加。特别地，在隧穿机制中，自旋翻转散射概率的增加增强了电导。研究还发现，界面散射对金属电导的自旋极化有很大影响，而对半导体电导的自旋极化影响不大。
2008-05-28 cond-mat.mes-hall
Boosting room temperature tunnel magnetoresistance in hybrid magnetic tunnel junctions under electric bias
自旋分辨电子对称过滤是Fe/MgO/Fe和类似磁性隧道结（MTJ）中巨隧穿磁电阻（TMR）背后的关键机制，在现代自旋电子学中提供室温功能。然而，电子对称滤波的核心过程在施加偏压下发生故障，显著降低了0.5 V以上的TMR。这严重阻碍了MTJ的应用范围。为了避免这个问题，迄今为止已经使用了通过薄层中的量子阱状态的铁磁电极之间的共振隧穿。然而，这种机制主要在低温下有效。在这里，一个根本不同的方法被证明，提供了一个强大的TMR的V/MgO/Fe/MgO/Fe/Co的混合下施加的偏压升压。该途径使用钒中的自旋轨道耦合（SOC）控制的界面态，与V（001）体态相反，允许在低偏压下隧穿到Fe（001）。实验观察到的强烈增加的TMR与偏置建模使用两个非线性电阻串联，与第一（V/MgO/Fe）元素的低偏置电导被提升的SOC控制的界面状态，而第二（Fe/MgO/Fe）结的电导控制的两个铁磁层的相对对齐。这些结果为未探索的和根本不同的自旋电子器件方案铺平了道路，在外加电偏压下，隧穿磁阻升高。
2021-10-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Theoretical Prediction of Heterogeneous Integration of Dissimilar Semiconductor with Various Ultra-Thin Oxides and 2D Materials
在本文中，我们已经建立了一个数值p-n Si/GaAs异质结模型，使用量子力学隧道理论与各种量子隧道界面材料，包括二维半导体，如六方氮化硼（h-BN）和石墨烯和ALD启用氧化物材料，如HfO 2，Al 2 O3，和SiO2。系统地计算和比较了不同厚度下的隧穿效率和隧穿电流。多物理场模型与上述隧道界面材料一起使用，以分析不同温度条件下的应变变化。考虑到输运性质和热致应变分析，三种氧化物材料中的Al 2 O3和2D材料中的石墨烯是提供最高异质结质量的有利材料选择。总的来说，我们的研究结果提供了可行的路线，以指导选择量子隧穿材料的无数可能的组合，可以通过远程外延和UO方法获得新的异质结构。
2021-07-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Signatures of asymmetric and inelastic tunneling on the spin torque bias dependence
采用自由电子模型，从理论上研究了结构不对称性（势垒高度和交换劈裂）以及非弹性散射（磁振子和声子）对磁隧道结中自旋转移矩的偏压依赖性的影响.我们表明，他们修改的“传统”的偏置依赖的自旋转移力矩，连同偏置依赖的电导。特别是，结构不对称性和体（非弹性）散射添加{ \em反对称}项的垂直扭矩（$\propto V$和$\propto j_e|V|$），而界面非弹性散射保存的结对称性，只产生{ \em对称}项（$\propto |V|^n$，$n\in\mathbb{N}$）。自旋扭矩和电导测量的分析显示了一个签名，揭示了起源（不对称或非弹性散射）的差异。
2011-10-16 cond-mat.mes-hall
Theoretical Approach to Electroresistance in Ferroelectric Tunnel Junctions
本文提出了一种描述铁电隧道结中极化相关隧穿电阻（TER）的理论方法，该方法包括电子输运的非平衡格林函数方法和电极化的强度动力学的Landau-Khalatnikov方程。使用适当的接触，界面和铁电参数，测量的电流-电压特性曲线在无机（Co/BaTiO $_{3}$ /La $_{0.67}$ Sr $_{0.33}$ MnO $_{3}$）和有机（Au/PVDF/W）铁电隧道结可以很好地描述所提出的方法。此外，在此理论框架下，由不同的小组在Co/BaTiO $_{3}$ /La $_{0.67}$ Sr $_{0.33}$ MnO $_{3}$系统中实验观察到的相反TER符号的争议通过考虑使用有效接触比的界面终止效应来解决，通过有效屏蔽长度和介电响应在金属/铁电界面定义。最后，我们的方法被扩展到调查的作用，在Co/BaTiO $_{3}$界面的CoO $_{x}$缓冲层的铁电隧道忆阻器。结果表明，具有显着的忆阻器的行为，不仅界面氧空位，但也CoO $_{x}$层的厚度可能会随着所施加的偏压。
2016-09-10 cond-mat.mes-hall
Atomic-scale spin sensing with a single-molecule at the apex of a scanning tunneling microscope
扫描探针技术的最新进展依赖于通过单个分子对探针尖端终止的化学官能化。这种方法的成功打开了通过磁性分子的功能化引入自旋灵敏度的诱人前景。在这里，我们使用的nickelocene终止的提示（NC提示），它提供了可能性的扫描隧道显微镜（STM）的尖端顶点上产生自旋激发。我们表明，当NC-尖端是一百PM远离点接触与表面支持的对象，磁效应可能会探测通过变化的自旋激发光谱的二茂镍。我们使用这种检测方案，同时确定交换场和自旋极化的样品与原子尺度的分辨率。我们的研究结果表明，Nc针尖是一个强大的探针，研究表面磁性与STM，从单个磁性原子的表面。
2019-04-27 cond-mat.mes-hall
Effect of interfacial Dzyaloshinskii-Moriya interaction in spin dynamics of an Antiferromagnet coupled Ferromagnetic double-barrier Magnetic Tunnel Junction
本文通过 LLGS 方程研究 SAFM/HM/FM 双势垒磁隧道结中 iDMI、RKKYI、Néel 场和 SOC 对自旋动力学的影响，揭示了不同参数条件下振荡、混沌和分岔行为的转变规律，并发现增大 iDMI 可提高磁振子寿命。
2023-10-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Probing surface states exposed by crystal terminations at arbitrary orientations of three-dimensional topological insulators
三维拓扑绝缘体（TI）的体能带结构的拓扑性质以金属表面态的形式表现出来。在本文中，我们提出了一个探针，直接耦合到这些表面态的奇异属性，即自旋动量锁定。我们表明，有关自旋纹理的信息，因此提取，不同的表面可以放在一起，以重建表征散装能带结构的材料的参数，因此作为全息图。对于特定的TI材料，如$\text{Bi}_2\text{Se}_3, \text{Bi}_2\text{Te}_3 \text{and Sb}_2\text{Te}_3$，平面表面态在它们的光谱和每个角度（$θ$）的相关自旋织构方面彼此不同，表面的法线与晶体生长轴形成该角度。我们开发了这样的任意表面和自旋极化STM之间的隧道哈密顿，它提供了一个独特的指纹的分散体和相关的自旋纹理对应于每个$θ$。此外，本文中提出的理论可以用于从STM光谱本身提取给定的任意平面表面的$θ$值，从而有效地模仿X射线光谱。
2015-05-17 cond-mat.mes-hall
Effect of interface geometry on electron tunnelling in Al/Al$_2$O$_3$/Al junctions
我们研究了现代隧道器件的常见组成部分Al/Al $_2$ O $_3$结的不同界面几何形状如何影响电子输运通过隧道势垒。我们研究了六种不同的Al/Al $_2$ O $_3$界面，这些界面在金属和氧化物表面原子的堆叠顺序和氧化物终止上不同。为了构建模型势垒配置文件为每个检查的几何形状，我们依靠第一性原理密度泛函理论（DFT）计算的势垒高度和界面区域的形状，以及实验数据的势垒宽度。我们发现，即使是微小的变化，在界面处的原子排列导致隧道势垒参数的显着变化，因此，在电子输运性能。特别是，我们得到的变化，在关键的势垒高度和宽度可以分别高达2 eV和5 μ m。最后，为了获得有关测量结的平均特性的信息，我们拟合了WKB近似内计算的电导与实验数据，并在DFT结果的帮助下解释拟合参数。
2015-11-27 cond-mat.mes-hall
Parallel-leaky capacitance equivalent circuit model for MgO magnetic tunnel junctions
已经观察到MgO基磁性隧道结（MTJ）的电容与磁场有关。我们提出了一个等效电路的MTJ与并联泄漏电容（Cl）的几何和界面电容的串联组合。不同的隧道磁阻值的结的分析表明，较高的Cl低TMR结。使用Cole-Cole图，MTJ的电容性质得以体现。用Maxwell-Wagner电容模型进行拟合，验证了MTJ的RC并联网络模型，提取的场相关参数与实验值相符。
2012-11-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Memristor Behaviour in Nano-Sized Vertical Lsmo/Lsmo Tunnel Junctions
我们报道了一种具有非线性电流-电压特性和双极性滞后电阻开关的纳米柱状锰氧化物（LSMO）薄膜的记忆电阻（忆阻器）行为。从高（HRS）电阻到低（LRS）电阻的切换发生在偏置场~1MV/cm处。外加电场主要在绝缘界面LSMO层处下降，并在LSMO（111）/LSMO（111）垂直界面处耦合到相关极化子。所观察到的忆阻行为具有电子（极化）起源，并且是由电场控制的Jahn-Teller（JT）效应引起的，随后是轨道重建和形成亚稳态轨道无序界面相（LRS）。与早期报道的Ti-O膜中的离子忆阻器相比，电子（极化）纳米尺寸的LSMO忆阻器由于JT系统的弹性能量中的第二最小值而在更高的场处显示出附加的（重入）LRS-HRS切换。
2010-02-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Impurity-limited quantum transport variability in magnetic tunnel junctions
我们报告了一个广泛的第一性原理研究杂质引起的自旋极化量子隧穿通过Fe/MgO/Fe磁性隧道结（MTJ）的器件到器件的可变性。特别地，我们计算了界面掺杂Fe/MgO/Fe MTJ的隧道磁电阻比（TMR）以及电流和自旋转移矩（STT）的平均值和方差。此外，我们预测N掺杂MgO可以改善掺杂Fe/MgO/Fe MTJ的性能。我们的开/关电流和STT波动的第一性原理计算为自旋电子器件的长期可靠性的未来预测提供了重要信息，这对于大批量生产至关重要。
2016-12-03 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph
Thermoelectric effects in FeCo|MgO|FeCo magnetic tunnel junctions
采用推广的Landauer-Büttiker方法，从第一性原理出发研究了FeCo |MgO|（001）磁性隧道结的热电系数（Seebeck系数和热导率）.与外延Fe |MgO| Fe（001）MTJ相比，FeCo |MgO| FeCo（001）MTJ通常产生较小的热电效应。的（磁）塞贝克效应是敏感的FeCo $|$ MgO界面的细节。界面氧空位（OV）的存在可以显著增强MTJ的热电效应。我们还计算了角相关的Seebeck系数，提供更多的信息有关的运输物理。我们报告在室温下的Wiedemann-Franz定律的大偏差。
2014-03-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electrically tunable interfacial thermal conduction via electronic structure engineering in ${Au}$/$Bi_{1-x}$$Sb_{x}$ topological insulators
The Ohio State University（俄亥俄州立大学）；Korea Institute of Science and Technology (KIST)（韩国科学技术院）；Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST)（韩国科学技术院）；Pohang University of Science and Technology (POSTECH)（浦项科技大学）；Carnegie Mellon University（卡内基梅隆大学）；E. O. Lawrence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室）
本研究通过电子结构工程实现电可调界面热传导，为拓扑界面态在热传导中的作用提供实验证据，展示电流注入可可逆调制热传导，为固态界面热流主动控制提供新方法。
2026-07-07 cond-mat.mes-hall
Interface-Controlled Antiferromagnetic Tunnel Junctions based on a metallic van der Waals A-type Antiferromagnet
Hefei University of Technology（合肥工业大学）；University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）；Agency for Science Technology and Research (A*STAR)（科学与技术研究局）；Anhui University（安徽大学）；RMIT University（皇家墨尔本理工大学）
该研究通过界面调控实现反铁磁隧道结，揭示了界面驱动的自旋极化传输机制，展示了非易失TMR的产生与反铁磁态的关系。
2025-12-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Atomic and Electronic Structure of a Rashba $p$-$n$ Junction at the BiTeI Surface
非中心对称半导体BiTeI具有两个不同的表面终端，支持自旋分裂Rashba表面状态。它们的双极性可用于在具有不同表面末端的域之间的边界处产生自旋极化的$p$ - $n$结。我们使用扫描隧道显微镜/光谱（STM/STS）来定位这样的结，并研究它们的原子和电子性质。由于其独特的化学反应性以及电子源的明显高度不匹配，因此可以识别出碲和碘封端的表面。Rashba表面态揭示了STS光谱的发病的范霍夫奇异带边。最终，发现界面Te原子上的电子耗尽，与典型的$p$ - $n$结中的空间电荷区域的形成一致。
2014-01-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Improved tunneling magnetoresistance at low temperature in manganite junctions grown by molecular beam epitaxy
我们报道了分子束外延生长的La0.65Sr0.35MnO3/SrTiO 3/La0.65Sr0.35MnO3隧道结的电阻随磁场的变化，表明在低温下具有极高的隧穿磁电阻（TMR）的大磁场窗口。通过360^/circ扫描面内外加场取向，TMR显示出4重对称性，即双轴各向异性，与晶轴对齐，但不与结几何长轴对齐。TMR在4K下达到~ 1900%，对应于假设相同界面的> 95%的界面自旋极化。这些结果表明，单轴各向异性是不必要的大TMR，并奠定了未来的改善在锰氧化物结的TMR。
2011-04-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Interface controlled Berry phase and anisotropic spin-charge conversion in altermagnet-topological insulator bilayers
Indian Institute of Technology Roorkee（印度理工学院鲁尔基分校）
通过界面自旋翻转隧道效应调控 d 波交替磁体-拓扑绝缘体双层，实现各向异性自旋-电荷转换及拓扑相变。
2025-12-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Controlling the Spin Torque Efficiency with Ferroelectric Barriers
本文从理论上研究了含铁电势垒的磁性隧道结中的非平衡自旋输运。结合Bessel函数和Airy函数，得到了考虑界面屏蔽的自由电子薛定谔方程的精确解.我们证明，自旋转移力矩效率，更一般的偏置依赖性的隧道磁电阻和电阻，可以通过切换铁电极化的障碍。这种效应提供了一种补充的方式来电控制自旋转移器件中的磁化强度和相关磁噪声的电流驱动动态。
2012-11-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Momentum-Resolved Tunneling Modulation Induced Giant Multistate Resistance in Antiferroelectric Multiferroic Junction
State Key Laboratory of Spintronics, Hangzhou International Innovation Institute, Beihang University（北京航空航天大学杭州创新研究院自旋电子学国家重点实验室）；Fert Beijing Institute, School of Integrated Circuit Science and Engineering, Beihang University（北京航空航天大学集成电路科学与工程学院法伯北京研究所）；CNRS, Institute Jean Lamour, Université de Lorraine（洛林大学让·拉缪尔研究所法国国家科学研究中心）
提出基于Fe3GaTe2/双层In2Se3/Fe3GaTe2异质结的反铁电相变调制倏逝态与界面自旋过滤的双机制，实现巨大隧穿电阻和隧穿磁电阻，并在室温下获得六种非易失电阻态。
2026-05-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Shape anisotropy revisited in single-digit nanometer magnetic tunnel junctions
纳米磁性隧道结在磁阻存储器中起着关键的作用。成功的实施取决于同时实现低开关电流的磁化切换自旋转移扭矩和高热稳定性，随着结尺寸的不断减少。具有界面各向异性的恒易轴CoFeB/MgO叠层已经铺平了通往20 nm尺度的道路，低于该尺度需要探索新的方法。在这里，我们展示了通过重新审视形状各向异性来满足超细尺度要求的磁性隧道结，形状各向异性是磁各向异性的经典部分，但在当前的垂直系统中尚未得到充分利用。磁化开关仅由电流驱动的实现为结小于10纳米，其中足够的热稳定性提供了形状各向异性，而不采用新的材料系统。这一工作有望推动磁性隧道结向个位数纳米尺度的纳米磁学/自旋电子学方向发展。
2017-12-23 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Control of polarization and polar chiral textures in BiFeO$_3$ by epitaxial strain and interfacial chemistry
Laboratoire Albert Fert, CNRS, Thales, Université Paris–Saclay（阿尔贝·费尔特实验室，法国国家科学研究中心，泰雷兹，巴黎-萨克雷大学）；Department of Materials, ETH Zurich（苏黎世联邦理工学院材料系）；Université Grenoble Alpes, CNRS, Institut Néel（格勒诺布尔阿尔卑斯大学，法国国家科学研究中心，内尔研究所）；Electron Microscopy Center, Empa（电子显微镜中心，瑞士联邦材料科技与测试研究院）
通过应变和界面化学调控BiFeO$_3$的极化方向和手性纹理，实现均匀极化和稳定域结构。
2025-08-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Local density of states as a probe for tunneling magnetoresistance effect: application to ferrimagnetic tunnel junctions
本文提出用势垒中心局域态密度乘积作为探针来定性评估隧穿磁电阻效应，并将其推广到亚铁磁和反铁磁隧道结，揭示了界面磁结构对TMR的影响，从而降低材料筛选的计算成本。
2022-10-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tunneling magnetoresistance enhancement by symmetrization in spin-orbit torque magnetic tunnel junction
具有强自旋轨道耦合（SOC）的重金属被用来产生自旋电流，通过自旋轨道矩（SOT）来控制磁化动力学。基于SOT的磁性隧道结（SOT-MTJ）具有高效的写入操作，是一种很有前景的应用。然而，SOT-MTJ面临着低隧穿磁电阻（TMR）的问题。在这项工作中，我们提出了一个从头计算的隧道磁电阻在SOT-MTJ。结果表明，SOT-MTJ对称结构可以提高TMR。对称化诱导界面共振态（IRSs）。当IRSs在相反的势垒界面匹配相同的共振时，SOT-MTJ中发生共振隧穿，这显著地有助于并联配置中的电导并改善TMR。我们通过透射谱、散射态密度和微分态密度证明了共振隧穿的发生。重金属厚度对TMR的影响有限。这一工作将有利于SOT-MTJ中TMR的优化，以及SOT自旋电子学器件。
2018-05-14 cond-mat.mes-hall physics.app-ph quant-ph
Image-potential states on a 2D Gr-ferromagnet hybrid: enhancing spin and stacking sensing
Institute of Physics, University of Münster（明斯特大学物理研究所）
本文通过自旋分辨STM研究Gr/Fe/Ir(111)的镜像势态，发现其能区分堆叠并揭示埋藏界面自旋密度，为二维杂化结构的多性质同时成像提供新途径。
2026-09-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Giant anisotropic magnetoresistance in Ising superconductor-magnetic insulator tunnel junctions
超导性和磁性通常是不相容的，因为对电子自旋取向的要求相反。当它们结合在一起时，会产生许多迷人的现象，包括非常规超导和拓扑超导。二维（2D）层状超导和磁性材料的出现，可以形成具有原子级尖锐界面的纳米级结，为探索共存超导性和磁有序的新现象提供了理想的实验室。本文报道了二维伊辛超导体NbSe 2和铁磁绝缘体CrBr 3构成的超导体-铁磁体-超导体（S/F/S）隧道结在面内磁场作用下的隧道谱。我们观察到近100%的隧道各向异性磁电阻（AMR），即隧道电阻的差异时，改变磁化方向从面外到面内。巨隧穿AMR是由超导电性引起的，特别是界面磁交换耦合和自旋相关的准粒子散射的结果。我们还观察到一个有趣的磁滞效应的超导能隙和准粒子散射率的临界温度是2 K以下的超导转变温度。我们的研究为探索范德华异质结构中的超导自旋电子和非常规超导铺平了道路。
2021-01-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
