Nat. Commun.: 嵌入半导体结构中的闪锌矿FeAs单层中的铁磁性和巨磁阻

第一作者：Le Duc Anh, Masaaki Tanaka

通讯作者：Le Duc Anh, Masaaki Tanaka

通讯单位：东京大学

包含四面体 FeAs 键的材料结构，取决于它们的密度和几何分布，可以承载从超导性到铁磁性的几种相互竞争的量子基态。最近，东京大学Le Duc Anh和Masaaki Tanaka等人在国际知名期刊“Nature Communication"发表题为“Ferromagnetism and giant magnetoresistance in zinc-blende FeAs monolayers embedded in semiconductor structures”的研究论文。在这里，他们研究了以规则间隔嵌入半导体 InAs 基质中的四面体 Fe-As 键的准二维 (2D) 层的结构，类似于 Fe 基超导体的晶体结构。与 Fe 基 pnictides 的情况相反，这些 FeAs/InAs 超晶格 (SL) 表现出铁磁性，其居里温度 (TC) 随着 InAs 间隔厚度 tInAs (TC ∝ tInAs−3) 的减小而迅速升高，并且具有极大的磁阻至 500%，可通过栅极电压进行调节。他们的第一性原理计算揭示了 Fe 原子的无序位置在这些准二维 FeAs 基 SL 中铁磁性的建立中的重要作用。这些独特的特征标志着 FeAs/InAs SLs 是自旋电子应用的有前途的结构。

图1：FeAs/InAs SL 结构的晶体生长

图2：FeAs/InAs SL 的磁性

图3：FeAs/InAs SL 结构的磁传输特性

图4：FeAs/InAs SL 中磁阻 (MR) 的栅极电压控制

图5：使用 KKRnano 代码计算 FeAs/InAs SLs 中 Fe-Fe 磁相互作用的第一性原理与 Fe 紊乱

图6：Fe原子周围的局部结构

原文链接：

https://www.nature.com/articles/s41467-021-24190-w

论文主要通讯作者主页：

http://www.cryst.t.u-tokyo.ac.jp/home/