Antisymmetric magnetoresistance mechanism of Fe3GaTe2/Fe3GeTe2 heterojunction
Abstract
二维范德瓦尔斯磁性材料为探索低维磁性与自旋电子器件提供了理想平台，其中全铁磁异质结中新奇磁阻现象的微观机制是当前研究的关键问题。本研究旨在揭示Fe3GaTe2/Fe3GeTe2 (FGaT/FGT) 异质结在垂直磁场下表现出的多阶跃变与反对称磁阻等复杂行为的物理起源。研究通过制备高质量的FGaT/FGT异质结器件，并系统测量其在不同温度下的磁输运特性，结合等效电路模型与磁化动力学进行了分析。结果表明，异质结的反对称磁阻信号主要源于上下两层铁磁材料因磁化状态非共线导致的AHE电压失配，该失配会驱动局域非平衡环流，从而显著调制纵向电阻。研究进一步发现，FGaT层内部存在“界面区-体区”双重磁化翻转过程，其由自然氧化层引入的交换偏置效应是导致磁滞回线不对称性与多步翻转的直接原因。变温测量表明，随着温度升高，层间耦合与铁磁各向异性减弱，反对称信号逐渐消失，器件从低温下的非平衡输运态转变为高温的顺磁退耦合态。本工作阐明了反对称磁阻是AHE环流、界面交换偏置与温度效应协同作用的结果，为理解二维磁性界面中的电荷输运机制提供了新见解，并对设计高性能自旋电子器件具有指导意义。
Fields of Study & Subjects
Magnetic properties of thin films
2D Materials and Applications
Multiferroics and related materials
Publication details
- Journal / source
- Acta Physica Sinica
- Volume
- 75
- Issue
- 7
- Publication date
- 1 January 2026