自旋電子器件基於電子自旋進行(háng)信(xìn)息傳遞、處理與存(cún)儲,相比於傳統半導體電子(zǐ)器件,具有存儲密度高、能耗低、響應快等優點,硬盤磁頭是自旋電(diàn)子學領域最早商業化的產品。此外(wài),尚有許多充滿潛力的(de)應用,如(rú)磁性隨機內存、自旋場發射晶體(tǐ)管、自旋發光二極管等。其中,半金屬磁性材料由於(yú)可以提供完全自旋(xuán)極化(huà)的載流子,被視為構建自旋電子器件的(de)理想材料(liào)。為使(shǐ)自旋電子器件能在常溫下工作,半金屬磁性材料必須具有高於室溫的(de)鐵磁居裏溫度、較寬的半金屬能隙,以及顯著的磁各向(xiàng)異性能,此前人們還沒有找到(dào)同時滿足這些條件(jiàn)的磁性材料。
楊金龍教授研究組基於兩種已經存在的物質,設(shè)計一種新(xīn)型層狀合(hé)金材料。這種材料是與傳統“1111”型鐵基超導體(tǐ)同構的反鐵磁半(bàn)導(dǎo)體材料,但可以誘導該材料從反鐵磁半導體轉變成鐵磁半金屬。理論預測新(xīn)材料的居裏溫度、半金屬(shǔ)能隙均能達到要求,磁各向異(yì)性能比已獲得的半金屬材料高一至兩個數量級(jí),這一成果有望對自旋電子器件研究和應用產生重要影響。
