将浆果相单极子工程用于高温自旋电子器件
自旋电子器件是利用电子自旋(电子所具有的角动量的固有形式)来实现高速处理和低成本数据存储的电子器件。在这方面，自旋转移矩是实现超快和低功耗自旋电子器件的关键现象。然而，最近，自旋轨道扭矩(SOT)已成为自旋转移扭矩的有前途的替代品。
许多研究调查了 SOT 的起源，表明在非磁性材料中，一种称为自旋霍尔效应 (SHE) 的现象是实现 SOT 的关键。在这些材料中，“狄拉克能带”结构(电子能量的特定排列)的存在对于实现大的 SHE 非常重要。这是因为狄拉克能带结构包含贝里相的“热点”，贝里相是导致本征 SHE 的量子相因子。因此，具有合适贝里相热点的材料是设计 SHE 的关键。
在这种情况下，硅化钽(TaSi 2)材料引起了人们的极大兴趣，因为它的能带结构在费米能级附近具有多个狄拉克点，适合实践贝里相工程。为了证明这一点，由日本东京工业大学电气与电子工程系副教授 Pham Nam Hai 领导的研究小组最近研究了狄拉克带热点对温度依赖性的影响。 SHE 在 TaSi 2中。“Berry 相单极子工程是一个有趣的研究途径，因为它可以产生高效的高温 SOT 自旋电子器件，例如磁阻随机存取存储器，”Hai 博士解释了他们研究的重要性。他们的研究结果发表在《应用物理快报》杂志上。
通过各种实验，研究小组观察到TaSi 2的SOT效率从62 K到288 K几乎保持不变，这与传统重金属的行为相似。然而，当温度进一步升高时，SOT 效率突然增加，并在 346 K 时几乎翻倍。此外，相应的 SHE 也以类似的方式增加。值得注意的是，这与传统重金属及其合金的行为有很大不同。经过进一步分析，研究人员将高温下 SHE 的突然增加归因于贝里相单极子。
“这些结果提供了一种通过 Berry 相单极子工程提高高温下 SOT 效率的策略，”Hai 博士强调说。
事实上，他们的研究凸显了 Berry 相单极子工程在非磁性材料中有效利用 SHE 的潜力，并为高温、超快和低功耗 SOT 自旋电子器件的开发提供了新途径。
版权声明：本文由用户上传，如有侵权请联系删除！