Эффект антиферромагнитного диода в четно-слоистом MnBi₂Te₄
Исследователи из Гарвардского университета наблюдали эффект антиферромагнитного диода в четнослойном MnBi₂Te₄, антиферромагнитном материале, характеризующемся центросимметричным кристаллом, который не демонстрирует направленного разделения зарядов. Эффект может быть использован для разработки различных технологий, включая транзисторы с эффектом поля в плоскости и устройства сбора микроволновой энергии. Учёные изготовили устройства с использованием равномерного слоя MnBi₂Te₄ с двумя различными конфигурациями электродов. Некоторые из этих устройств имели электроды с стержнем Холла (продольные электроды, которые пропускают ток, и поперечные электроды, используемые для измерения эффекта Холла), в то время как другие имели радиально распределенные электроды (расположенные по кругу вокруг центральной точки). Для изучения свойств равномерно-слоистого MnBi₂Te₄ использовались пространственно-разрешенный оптический метод и методы сбора измерений генерации электрической суммарной частоты. Исследование опубликовано в журнале Nature Electronics.
Систематические исследования собственного антиферромагнитного диодного эффекта.
a, Нелинейная проводимость σ2ω и продольное сопротивление Rxx как функции вертикального электрического поля Ez.
b, Нелинейная проводимость как функция вертикального магнитного поля μ0 Гц в состоянии АФМ. Красная пунктирная линия — средняя линия σ2ω.
c, Экспериментально измеренные продольное сопротивление (верхняя панель) и нелинейная проводимость (нижняя панель) как функции плотности заряда ne. Положительные и отрицательные области σ2ω закрашены розовым и светло-голубым цветом соответственно.
d, Масштабирование между нелинейной проводимостью и квадратом обычной линейной проводимости. Темная пунктирная линия — линейная аппроксимация масштабной кривой.
Кредит: Nature Electronics (2024). DOI: 10.1038/s41928-024-01219-8.
Показано, что данный эффект антиферромагнитного диода может быть использован для создания плоскостных полевых транзисторов и устройств сбора микроволновой энергии. Также Показано, что генерация электрической суммарной частоты может быть использована в качестве инструмента для обнаружения нелинейных откликов в квантовых материалах.
В статье авторы подчеркивают потенциал эффекта антиферромагнитного диода для разработки антиферромагнитных логических схем, микроволновых харвестеров и спинтронных устройств. Работа вскоре может проложить путь для дополнительных исследований, изучающих этот эффект и то, как его можно использовать для изготовления новых и высокопроизводительных устройств.
