Co2FeGa/BaTiO3多铁隧道结中磁电耦合效应的第一性原理研究

摘要

利用第一性原理研究了Co2FeGa/BaTiO3多铁隧道结(MFTJ)中的磁电耦合效应,以及中间势垒层BaTiO3(BTO)的铁电临界尺寸,构建了FeGa/TiO2与Co2/TiO2两种对称性界面结构的多铁隧道结模型.结果表明,FeGa/TiO2与Co2/TiO2界面模型的铁电临界尺寸分别是4个和2个BTO单胞.此外,发现磁电耦合效应主要是由界面原子上磁矩的差异导致的,它们对多铁隧道结中BTO的极化非常敏感,而且这种耦合还与界面相关原子的电子杂化程度有关.另外,不同界面模型磁电耦合强度也是不一样的,Co2/TiO2界面模型多铁隧道结的磁电耦合系数要远大于FeGa/TiO2界面模型多铁隧道结的磁电耦合系数.采用半金属Heusler合金电极的多铁隧道结有望为纳电子器件和自旋电子器件的应用提供新的方法.