MoS2势垒层磁性隧道结的温度-偏压特性研究
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作者:
作者单位:

(南京邮电大学 电子与光学工程学院, 南京 210023)

作者简介:

刘 焱(1998-),女,河南省新乡市人,硕士研究生,主要研究方向为自旋电子学;

通讯作者:

中图分类号:

O482.5

基金项目:

国家自然科学基金项目(11704197).*通信作者:方贺男E-mail:fanghn@njupt.edu.cn


Study on Temperature-Bias Characteristic of Magnetic Tunnel Junctions with MoS2 Barrier
Author:
Affiliation:

(College of Electronic and Optical Engineering, Nanjing University of Posts and Telecommunications, Nanjing 210023, CHN)

Fund Project:

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    摘要:

    MoS2是一种具有特殊能带结构的二维半导体材料,当层数较少时,其带隙会随层数显著减小。因此,基于MoS2势垒层的磁性隧道结会展现出更丰富的物理特性。文章通过理论计算分别得到了单层、双层、三层以及五层MoS2势垒层磁性隧道结的温度-偏压相图,研究了铁磁电极半交换劈裂能对相图特性的影响。计算结果表明:单层和三层MoS2势垒层磁性隧道结适合应用于低温器件中。其中,单层MoS2势垒层磁性隧道结在高功率工作环境下具有优异的性能。双层MoS2势垒层磁性隧道结的优化区域位于室温和低偏压区,因此适用于信息存储领域。五层MoS2势垒层磁性隧道结可通过调节铁磁电极参数使其工作在较宽的功率范围内。上述研究结果为MoS2势垒层磁性隧道结的应用奠定了坚实的理论基础。

    Abstract:

    MoS2 is a kind of two-dimensional semiconductor material with unique band structure. For few-layer MoS2, the band gap decreases significantly with the number of layers. Accordingly, the magnetic tunnel junctions (MTJs) with MoS2 barrier will show abundant and various physical properties. In this paper, the temperature-bias phase diagrams are calculated, respectively, for MTJs with single-layer MoS2, double-layer MoS2, three-layer MoS2 and five-layer MoS2 barrier under different half the exchange splitting of the ferromagnetic electrodes. The calculations show that, the MTJs with single-layer and three-layer MoS2 barrier is suitable to be applied at low temperature. In particular, the MTJs with single-layer MoS2 barrier possess excellent performance at high bias. The optimized region of MTJs with double-layer MoS2 barrier is located at room temperature and low bias. Therefore, they are favorable for the application of information storage. Through regulating the parameter of the ferromagnetic electrodes, the MTJs with five-layer MoS2 barrier can work throughout a wide power range. The above results lay a solid theoretical foundation for the application of MTJs with MoS2 barrier.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

刘焱,方贺男,李倩. MoS2势垒层磁性隧道结的温度-偏压特性研究[J].半导体光电,2022,43(3):578-584. LIU Yan, FANG Henan, LI Qian. Study on Temperature-Bias Characteristic of Magnetic Tunnel Junctions with MoS2 Barrier[J].,2022,43(3):578-584.

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  • 收稿日期:2021-12-22
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