SCMs|高性能自旋电子器件：过渡金属/2H-VSe2自旋场效应晶体管

近日，西安电子科技大学张进成教授等人在SCIENCE CHINA Materials发表研究论文，利用密度泛函理论和量子输运方法研究了过渡金属(TM)：Fe、Co、Ni/2H-VSe₂杂化纳米结构的界面耦合和自旋输运特性。

由于TM-Se-V的间接耦合作用导致体系的磁矩明显减小且2H-VSe₂半金属特性消失，所以预期的独立过渡金属、VSe₂的自旋过滤效果在接触区域变差。尽管如此，所有基于TM/2H-VSe₂的双端口器件仍呈现出一种有趣的偏压依赖自旋注入效率(SIE)，其中Co/2H-VSe₂获得了非常可观的自旋输出电流：高达666 mA mm⁻¹。

进一步提出的基于过渡金属/2H-VSe₂的自旋场效应晶体管表现出出色的性能。在基于Ni/2H-VSe₂的晶体管中实现了非常高的自旋极化电流，高达3117 mA mm⁻¹，器件同时还具有106 mV dec⁻¹的开关特性。更为重要的是，所有晶体管在栅压的调控下，实现了自旋抽取效率(SEE)从96%到−92%连续可调，这些结果表明该器件有望应用于高性能自旋电子器件。

图1 基于过渡金属/2H-VSe₂的自旋场效应晶体管的性能。

文章信息

Jiaduo Zhu, Xing Chen, Wei Shang, et al. Van der Waals contact between 2D magnetic VSe₂ and transition metals and demonstration of high-performance spin-field-effect transistors. SCIENCE CHINA Materials, 2021, 10.1007/s40843-021-1657-9

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