哈工大深圳校区陈晓彬教授团队揭示产生巨磁阻效应的全新物理机制

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哈尔滨工业大学深圳校区陈晓彬教授团队在磁隧道结研究方面取得突破性进展，发现了巨磁阻效应的全新物理机制。研究成果已发表在《物理评论快报》（Physical Review Letters）上，题为《基于自旋-谷失配铁磁材料的巨大隧穿磁阻》。

高磁阻是提升磁阻器件灵敏度的关键，广泛应用于磁传感和数据存储领域。虽然半金属材料理论上可实现100%的极限磁阻，但其稀缺性和制备难度限制了其发展。

该团队创新性地提出了“自旋-谷失配材料”的概念，并阐明了其产生高磁阻的机制。这类材料的自旋和谷自由度存在本征不匹配，在输运结构中形成输运带隙。当用作电极时，在反平行构型下可有效阻断电荷传输，从而实现巨大磁阻效应。

研究人员利用第一性原理计算，证实了铁磁性1T相二硒化钒、1T相和2H相二硫化钒（1T-VSe2、1T-VS2和2H-VS2）均为自旋-谷失配金属。以这些材料为电极构建的范德华自旋阀器件，可实现超过99%的巨大磁阻。值得注意的是，由于电极材料本身自旋态具有倒空间不匹配特性，中间层材料原则上可以选择任何非磁性材料。

(图片说明：半金属、普通铁磁金属和自旋-谷失配铁磁金属作电极时的电子传输示意图)

这项研究为高磁阻机制提供了新的物理理解，也为设计和研发新型高磁阻器件开辟了新的方向。哈尔滨工业大学深圳校区为论文第一完成单位和通讯单位，陈晓彬教授为通讯作者，博士研究生严坤为第一作者。该研究得到了国家自然科学基金和深圳市科技计划项目的资助。

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