Modulación de la polaridad de magnetorresistencia en heterostacks BLG / SL-MoSe2

Resumen

Los materiales en capas bidimensionales (2D) tienen una naturaleza atómicamente delgada y plana que los convierte en los mejores candidatos para dispositivos espintrónicos. Las uniones de válvulas de espín (SVJ), compuestas de materiales 2D, han sido reconocidas como características únicas de la polarización del transporte de espín. Sin embargo, las propiedades de magnetotransporte de las SVJ están muy influenciadas por el tipo de capa intermedia (espaciadora) insertada entre los materiales ferromagnéticos (FM). En esta situación, el efecto de filtrado de espín en las interfaces juega un papel crítico en la observación de la magnetorresistencia (MR) de tales estructuras magnéticas, que se puede mejorar mediante el uso de una estructura híbrida prometedora. Aquí, informamos MR de grafeno bicapa (BLG), MoSe ₂ de una sola capa (SL-MoSe ₂ ) y BLG / SL-MoSe ₂ heterostack SVJs. Sin embargo, antes del recocido, BLG y SL-MoSe ₂ Los SVJ demuestran MR positivo, pero después del recocido, BLG invierte su polaridad mientras que SL-MoSe ₂ mantiene su polaridad y demostró polarizaciones de espín positivas estables en ambas interfaces debido al magro efecto de dopaje de los contactos ferromagnéticos (FM). Además, Co / BLG / SL-MoSe ₂ / NiFe determina MR positivo, es decir, ~ 1,71% y ~ 1,86% en T =4 K antes y después del recocido, respectivamente. Por el contrario, NiFe / BLG / SL-MoSe ₂ / Co SVJs mostraron MR positivo antes del recocido y posteriormente revirtieron su signo de MR después del recocido debido al efecto inducido por la proximidad del dopaje de metales con grafeno. Los resultados obtenidos pueden ser útiles para comprender el origen de la polaridad y la selección de material no magnético (espaciador) para las propiedades de magnetotransporte. Por lo tanto, este estudio estableció un nuevo modelo de nuevas aplicaciones espintrónicas.

Introducción

Dicalcogenuros de metales de transición (TMD) y el grafeno son materiales 2D tremendos para dispositivos electrónicos, fotovoltaicos y espintrónicos [1, 2, 3, 4, 5]. En espintrónica, el SVJ es un fenómeno físico prometedor y permite el almacenamiento de datos no volátiles con elementos de memoria ferromagnéticos que actúan como un polarizador de espín o analizadores. Se dio cuenta de una nueva era de memorias magnéticas de acceso aleatorio, sensores magnéticos y aplicaciones lógicas básicas como vector de información [6,7,8]. En los últimos años, el grafeno y los dicalcogenuros de metales de transición bidimensionales (2D-TMD) han encontrado aplicaciones espintrónicas novedosas y generalizadas [9,10,11,12,13,14,15,16]. Se han utilizado ampliamente para determinar la alta magnetorresistencia de materiales 2D debido a su coherencia de espín y al alto acoplamiento de espín-órbita [16, 17]. Sin embargo, entre todos los TMD, MoSe ₂ de una sola capa (SL-MoSe ₂ ) se explora menos en espintrónica a pesar de su pequeño efecto de división de espín (188 meV) y banda prohibida (1,5 eV) que el de WS ₂ y WSe ₂ en una nano-hoja de capa fina [18, 19]. La integración de SVJs basados en materiales 2D hereda algunos problemas, como la resistencia a la oxidación, que provoca un nuevo desarrollo en la fabricación de dispositivos [20, 21, 22]. Además, los híbridos o heteroestructuras de materiales semiconductores en capas 2D y grafeno quedaron sin explorar en las uniones de túnel magnético. Posiblemente tendrían propiedades de espín explícitas e información complementaria en dispositivos de espín polarizado. Varios problemas de transferencia húmeda en SVJ convencionales son aquellos que golpean la oxidación adversa de contactos de metales ferromagnéticos (FM) que dependen de la calidad de las interfaces en juego para apuntar a valores de magnetorresistencia (MR) verdaderos y altos [9, 22, 23]. Sin embargo, se requiere un mayor progreso y la fabricación del límite máximo en el tamaño de los dispositivos para controlar la barrera de óxido, las interfaces, la sustitución de material (espaciador) y el rendimiento de los electrodos de giro polarizado.

Para superar estas limitaciones, explotamos materiales 2D y sus heterostacks para demostrar SVJ verticales ultralimpios y competentes de tres uniones entre capas diferentes entre electrodos de Co y NiFe. Observamos claras señales de giro del grafeno bicapa (BLG), SL-MoSe ₂ y BLG / SL-MoSe ₂ , mostrando MR hasta temperatura ambiente. Aquí, clasificamos las uniones de válvulas giratorias en dos tipos. En el primer tipo (materiales individuales / individuales; BLG o SL-MoSe ₂ ) de las uniones de válvula de giro, Co / BLG / NiFe, investigamos las señales de giro positivas y negativas antes y después del recocido, pero en otros Co / SL-MoSe ₂ / NiFe, la señal de giro se mantuvo positiva con una ligera mejora en los valores de MR. Curiosamente, en el segundo tipo (heterostack; BLG / SL-MoSe ₂ ) de uniones de válvulas giratorias, Co / BLG / SL-MoSe ₂ / NiFe, se encontró que la MR era positiva incluso antes y después del proceso de recocido. Además, en NiFe / BLG / SL-MoSe ₂ / Co, se observó una RM positiva antes del recocido, pero la polarización de espín del electrón se invirtió con valores de RM significativamente mejorados después del recocido.

Para explorar SVJ superiores, se deben emplear interfaces descontaminadas y sin residuos para una película delgada no magnética (espaciador) intercalada entre los electrodos de FM. Una interfaz ultra limpia de BLG / FM se logra evaporando FM (sin foto- ni litografía por haz de electrones) para evitar el proceso de oxidación.

Métodos experimentales

Fabricación de dispositivos

El BLG exfoliado se transfiere a un orificio circular de ~ 2 μm de diámetro a través de una ventana gruesa de SiN. La película BLG suspendida se recoció en un tubo de horno en un ambiente de gas de argón e hidrógeno a 350 ° C durante 4 h para deteriorar los residuos de ambos lados de la parte suspendida de BLG. Antes de depositar los metales FM, irradiamos nuestros dispositivos desde ambos lados bajo una luz DUV en un ambiente de vacío durante 15 minutos para limpiar aún más el BLG. A continuación, los metales Co (~ 20 nm con una tasa de evaporación =0,6 Å / s) y Au (~ 5 nm) se depositaron primero en la parte superior del grafeno suspendido, respectivamente. Posteriormente, se depositaron NiFe (~ 100 nm con una tasa de evaporación =0,8 Å / s) y Au (~ 200 nm) desde el lado inferior de la muestra. Además, para hacer heterostack, BLG se transfirió a SL-MoSe ₂ para fabricar un BLG / SL-MoSe ₂ dispositivo, que fue recocido en un tubo de horno en argón (Ar) e hidrógeno (H ₂ ) ambiente de gas a 250 ° C durante 4 h para deteriorar el residuo de ambos lados de la unión suspendida. Para SL-MoSe ₂ y BLG / SL-MoSe ₂ Los dispositivos, Co / Au (35/10 nm) y NiFe / Au (150/200 nm) se depositaron en los lados superior e inferior, respectivamente. Luego, los dispositivos se recocieron en Ar y H ₂ mezcla de gases a 250 ° C durante 15 h para mejorar la calidad de la unión y su compacidad. Los detalles del proceso de perforación de pozos se pueden ver en las Notas de información complementaria (1-2).

Caracterización del dispositivo

Se utilizó un microespectrómetro Renishaw Raman y una longitud de onda láser de 514 nm para caracterizar los espectros Raman. Se realizaron mediciones de transporte de cuatro sondas basadas en uniones verticales de válvula giratoria utilizando una técnica de amplificador de bloqueo de CA. La corriente alterna impulsora se fijó en 10 μA para mediciones de magnetotransporte de espín dependientes de la temperatura y luego se incrementó hasta 50 μA para estudiar el efecto de la dependencia de la corriente a una temperatura constante ( T =4 K). Los dispositivos se enfriaron con helio líquido para mediciones de baja temperatura, y la temperatura fue controlada por Lake Shore 331. La medición de voltaje de corriente se logró utilizando un picoamperímetro (Keithley 6485) y un nanovoltímetro (2182A).

Resultados y discusión

Uniones de válvula giratoria de BLG

En nuestros resultados, en SVJ vertical, BLG se intercala entre electrodos de Co y NiFe; su esquema se muestra en la Fig. 1a. De la Figura S1a, el espectro Raman de la región suspendida confirma BLG como G, y se encontraron picos 2D cerca de ~ 1585.5 y ~ 2710 cm ⁻¹ , respectivamente, lo que concuerda con un informe anterior [24]. Además, después de las deposiciones de FM, la imagen de microscopía electrónica de barrido (SEM) del lado superior se muestra en la Figura S1b. A partir de entonces, I-V dependiente de la temperatura Se obtuvieron características, como se muestra en la Fig. 1b (recuadro) donde se demostró información valiosa sobre el comportamiento de conducción de la SVJ. La Figura 1b (recuadro) muestra las curvas lineales para FM / BLG / FM, una indicación de un contacto óhmico, que es consistente con un informe anterior [25]. El cambio en R vs B (en el plano) a diferentes temperaturas se observó como se muestra en la Fig. 1b. Los dos electrodos se separaron magnéticamente y se cambiaron de forma independiente a temperatura ambiente, donde MR se define como MR (%) =[( R _AP - R _P ) / R _P ] × 100 (%). Aquí, R _AP corresponde a la resistencia cuando las magnetizaciones de las capas de FM se alinean en una configuración antiparalela, y R _P es la resistencia cuando las magnetizaciones de las capas de FM se alinean en paralelo. Dado que, antes del recocido, medimos los dispositivos y encontramos magnetorresistencia positiva para BLG SVJ, que representa estados de baja y alta resistencia debido a la alineación paralela y antiparalela de magnetizaciones de los materiales FM, respectivamente. La Figura 1b muestra las trazas de MR a diferentes temperaturas fijando un valor de corriente constante ( I =10 μA). Se encontró que antes del recocido, los valores de MR de BLG aumentaron monótonamente de ~ 0,75, ~ 0,88, ~ 0,95, ~ 1,12 y ~ 1,26% en T =300, 200, 100, 50 y 4 K, respectivamente, como se muestra en la Fig. 1c. Sin embargo, estos resultados son consistentes y comparativamente mejores que los informes anteriores [26, 27, 28]. Se observó una mayor magnetorresistencia a baja temperatura, que es el comportamiento típico de las uniones de túnel magnético (MTJ) atribuidas a la excitación de ondas de espín en materiales FM [29]. Por lo tanto, después del recocido, el BLG SVJ cambia su signo debido al efecto de dopaje del Co y NiFe en los lados superior e inferior del BLG como se muestra en la Fig. 1c (recuadro). Es importante destacar que después del recocido, la MR aumenta a ~ - 0,84, ~ - 0,98, ~ - 1,19, ~ - 1,35 y ~ - 1,49% en T =300, 200, 100, 50 y 4 K, respectivamente, como se muestra en la Fig. 1c. Por lo tanto, la polarización de espín se invierte y sugiere una MR negativa, que se atribuye a la transferencia de carga y la división de banda inducida por proximidad en BLG como se muestra en la Fig. 1d [28].

un Esquema de fabricación del dispositivo donde se depositaron metales ferromagnéticos de Co y NiFe en la parte superior e inferior, respectivamente. b El cambio en las trazas R vs B antes del recocido a diferentes temperaturas (con I =10 μA). (Recuadro) Las características de corriente-voltaje del BLG a diferentes temperaturas son lineales e indican un contacto óhmico. c Valores MR dependientes de la temperatura del BLG antes y después del recocido a una corriente CA fija. (Recuadro) El MR vs B de la unión Co / BLG / NiFe después del recocido en T =4 K. d Dibujo esquemático de la densidad de estados dependiente de espín para BLG. La división de bandas da una diferencia en los portadores de giro hacia arriba y hacia abajo en E _F . La línea roja discontinua gruesa en el medio muestra el desacoplamiento del BLG unido por van der Waals

Debido al recocido, la unión se vuelve compacta y la distancia entre las capas y la resistencia de la unión se reduce (Figura S3c); de lo contrario, antes del recocido, podría haber algunas brechas angstrom (Å) que actúan como aislantes, obstaculizan el mecanismo de dopaje y evitan el efecto de división de banda inducido por proximidad, como se informó en un informe anterior [28]. Además, a nivel de Fermi, los electrones spin-up se encuentran en su mayoría en el grafeno dopado con n, mientras que los electrones spin-down son la mayoría en el grafeno dopado p, que genera una MR negativa. Además, para confirmar el efecto de dopaje de Co y NiFe, fabricamos los transistores de efecto de campo de BLG prístino, BLG codopado y BLG dopado con NiFe como se muestra en la Figura S3 (a, b). Hemos utilizado Ni ₈₉ Fe ₁₁ , por lo tanto, el Ni puede dopar fácilmente el tipo p como se informó anteriormente [30, 31]. Las mediciones de Dirac muestran que el punto de neutralidad de carga (CNP) del BLG prístino se encuentra cerca de + 4 V.Después del dopaje de BLG con Co y NiFe, el CNP cambió a + 17 y - 11 V, respectivamente, lo que respalda la modulación del nivel de Fermi de BLG, como se muestra en la Figura S3b.

Unión de válvula giratoria de SL-MoSe ₂

Además, la imagen óptica de SL-MoSe ₂ transferido sobre el orificio de la membrana de SiN se muestra en la Fig. 2a. La altura del MoSe ₂ exfoliado escamas, medidas por microscopía de fuerza atómica (AFM), y el perfil de altura sugiere ~ 0,7 nm de espesor como se muestra en la Figura S2a-b. En MoSe ₂ exfoliado de una sola capa , el A _1g (fuera del plano) El modo Raman se suaviza a ~ 240,6 cm ⁻¹ y la E ¹ _2g El modo (en el plano) se endurece a ~ 286,4 cm ⁻¹ , como se muestra en la Figura S2c, que es coherente con los informes anteriores [32]. La resistencia de unión de Co / SL-MoSe ₂ La unión de la válvula de giro / NiFe se muestra en la Fig. 2b, que disminuyó al disminuir la temperatura. Además, en el I-V lineal curvas a diferentes temperaturas, el recuadro de la Fig. 2b también revela un contacto óhmico entre el SL-MoSe ₂ y los electrodos de FM. El I-V lineal Las características sugieren que la monocapa MoSe ₂ actúa como una película delgada conductora en lugar de una barrera de túnel entre los electrodos. En la Fig. 2c, los bucles MR de Co / SL-MoSe ₂ / NiFe se han mostrado a diferentes temperaturas manteniendo una corriente constante ( I =10 μA), lo que genera una señal de giro positiva. El esquema de SL-MoSe ₂ SVJ se muestra insertada en la Fig. 2d. Los valores de MR dependientes de la temperatura para Co / SL-MoSe ₂ / Unión NiFe se muestran en la Fig. 2d, donde se observa que MR se reduce a medida que aumenta la temperatura.

un Imagen óptica de SL-MoSe ₂ escamas en la parte superior del agujero. b Resistencia de unión de SL-MoSe ₂ a diferentes temperaturas. (Recuadro) Dependiente de la temperatura I - V curvas de Co / SL-MoSe ₂ verticales / NiFe SVJ muestra una unión metálica. c La variación de R vs B en T =300, 200, 100, 50 y 4 K antes del recocido. d La relación MR dependiente de la temperatura de Co / SL-MoSe ₂ / NiFe antes y después del recocido a corriente fija. (Recuadro) La ilustración esquemática del dispositivo con SL-MoSe ₂

En esta unión, las magnitudes de RM en I =10 μA se determina que son ~ 0.37, ~ 0.56, ~ 0.76, ~ 1.2 y ~ 1.51% en T =300, 200, 100, 50 y 4 K, respectivamente. Además, a una corriente alterna fija, los valores MR de Co / SL-MoSe ₂ / La unión NiFe mejoró ligeramente después de recocer los dispositivos y alcanzó hasta ~ 0,41, ~ 0,6, ~ 0,79, ~ 1,4 y ~ 1,56% en T =300, 200, 100, 50 y 4 K, respectivamente, como se muestra en la Fig. 2d. Por lo tanto, la mejora de MR podría atribuirse a la mejora de la calidad de la unión, como se indica en la Figura S3c, donde la resistencia de la unión de todos los dispositivos se redujo significativamente después del recocido. Es importante destacar que la polaridad de estos SL-MoSe ₂ las uniones permanecieron iguales, ya que Co y NiFe no doparon SL-MoSe ₂ suficiente para cambiar su nivel de Fermi de la banda de conducción a la banda de valencia o viceversa. Es por eso que MoSe ₂ demostró polarización de espín positiva estable en ambas interfaces.

Unión de válvula giratoria de BLG / SL-MoSe ₂ Heterostack

Se exploró el heterostack de materiales 2D atómicamente delgados debido a sus distintas propiedades de transporte de espín polarizado. Además, la imagen óptica de BLG / SL-MoSe ₂ El heterostack en el agujero de SiN se muestra en la Fig. 3a. La resistencia de la unión dependiente de la temperatura se muestra en la Fig. 3b (inserción superior), en la que la resistencia disminuye al disminuir la temperatura, lo que indica una unión metálica. Para una mayor confirmación del comportamiento metálico, investigamos la geometría de cuatro sondas I-V característica en T =4 K que se muestra en la Fig. 3b (recuadro inferior). El Co / BLG / SL-MoSe ₂ / La unión NiFe exhibe una I-V lineal curva debido a un contacto óhmico. Antes del recocido, la Fig. 3b muestra las trazas de MR positivas, que demuestran la polarización de espín positiva en Co / BLG / SL-MoSe ₂ / NiFe. Sin embargo, después del recocido, el signo de RM permaneció positivo (Fig. 3d, recuadro) y los valores aumentaron de ~ 0,42, ~ 0,63, ~ 0,85, ~ 1,26 y ~ 1,71% (Fig. 3d; antes del recocido) a ~ 0,49, ~ 1,13, ~ 1,65, ~ 1,81 y ~ 1,86% (Fig. 3d; después del recocido) en T =300, 200, 100, 50 y 4 K, respectivamente, como se muestra en la Fig. 3d. Los valores altos de MR a bajas temperaturas son el comportamiento típico de las uniones de válvulas giratorias [33, 34]. El MR positivo en Co / BLG / SL-MoSe ₂ Los dispositivos / NiFe se atribuyen a polarizaciones de espín positivas similares de ambas interfaces:Co / BLG y SL-MoSe ₂ / NiFe. En nuestros hallazgos, aclaramos la polarización de espín positiva en SL-MoSe ₂ (Fig. 2c), mientras que en la unión de válvula de giro Co / BLG / NiFe, la interfaz Co / BLG también da lugar a la polarización de giro positiva. Por lo tanto, la polarización neta de Co / BLG / SL-MoSe ₂ / Las uniones de la válvula de giro de NiFe es positivo, lo que se explica esquemáticamente en la Fig. 3c.

un Imagen microscópica óptica de BLG / SL-MoSe ₂ en un agujero. b Los bucles MR dependientes de la temperatura de Co / BLG / SL-MoSe ₂ / Unión NiFe a corriente fija ( I =10 μΑ). (Inserción superior) La resistencia de la unión dependiente de la temperatura de Co / BLG / SL-MoSe ₂ / NiFe. (Recuadro inferior) El I-V lineal curva de Co / BLG / SL-MoSe ₂ / Dispositivo de NiFe en T =4 K. c Dibujo esquemático de la densidad de estados dependiente de espín para BLG y SL-MoSe ₂ heterostacks. Después de recocer los dispositivos, los niveles de Fermi de BLG adyacentes al Co o NiFe se desplazan debido al dopaje tipo n o tipo p. d Antes y después del recocido, las magnitudes de MR en función de la temperatura para la estructura de Co / BLG / SL-MoSe ₂ / NiFe. (Recuadro) Después del recocido, el bucle MR dependiente de la temperatura del Co / BLG / SL-MoSe ₂ / Unión NiFe a una corriente fija, I =10 μΑ

Además, para dilucidar el papel del dopaje de Co y NiFe con BLG, fabricamos otro conjunto de dispositivos heterostack, NiFe / BLG / MoSe ₂ /Co. Antes del recocido, medimos los bucles MR que describían magnetorresistencia positiva, como se muestra en la Fig. 4a. Es importante destacar que, después del recocido, la polaridad de NiFe / BLG / MoSe ₂ Unión / Co invertida, como se muestra en la Fig. 4b. La polarización negativa se atribuye al dopaje de huecos en la interfaz NiFe / BLG y la división de banda inducida por proximidad en BLG, que induce la mayoría de los electrones de spin-down [28]. Los valores de MR dependientes de la temperatura de NiFe / BLG / MoSe ₂ Se calcularon los SVJ de / Co (~ 0,12, ~ 0,24, ~ 0,48, ~ 0,86 y ~ 1,2% en T =300, 200, 100, 50 y 4 K, antes del recocido y ~ -0,56, ~ -0,75, ~ -0,98, ~ -1,42 y ~ -1,99% en T =300, 200, 100, 50 y 4 K, después del recocido) como se muestra en la Fig. 4c. Es notable que después del recocido, los valores de MR aumentaron debido a la disminución de la resistencia, los espacios entre capas y el fenómeno de dopaje mejorado en BLG por NiFe. Además, antes y después del recocido de la polarización neta de NiFe / BLG / SL-MoSe ₂ / Co SVJ es positivo y negativo, respectivamente, lo que se ilustra esquemáticamente en la Fig. 3c. Además, después de templar el MR dependiente de la corriente, las relaciones de NiFe / BLG / MoSe ₂ / Co SVJ se calcularon como se muestra en la Fig. 4d. Por lo tanto, se encontró que al aumentar la corriente alterna de I =10 μA a I =50 μA, el valor de MR disminuyó de ~ - 2.0 a ~ - 1.71%. Esta reducción de MR es convencional y se debe a las excitaciones de espín localizadas en las interfaces y los estados de trampa local en el espaciador no magnético [13, 15, 35, 36]. En este extremo, trazamos un gráfico que presenta los valores MR (%) de todos nuestros tipos de dispositivos a lo largo de este proyecto y reveló una tendencia consistente y repetible como se muestra en la Figura S4.

un Antes del recocido, la RM traza en función del campo magnético en T =300, 4 K y I =10 μA. b Después del recocido, las trazas de MR frente al campo magnético, B, a diferentes temperaturas. c Antes y después del recocido, los valores de MR en T =300, 200, 100, 50 y 4 K. d Las magnitudes de RM de NiFe / BLG / SL-MoSe ₂ / Co a diferentes valores de corriente

Sin embargo, el dopaje debido a los contactos de FM [37] y la división de la banda debido al efecto de proximidad crean una diferencia en la población de los electrones spin-up y spin-down en el grafeno [38, 39]. Tras el recocido, la conformación y el contacto mejorado entre los contactos FM y el grafeno bicapa adyacente proporcionan un desacoplamiento efectivo de las capas de grafeno dentro de un cristal de pocas capas unido por van der Waals, como se informa en las bicapas de grafeno retorcidas que producen dos grafeno más delgados desacoplados electrónicamente [40 ]. Posteriormente, estas dos capas de grafeno proximitizadas y claramente dopadas se convierten en electrodos de espín polarizado, que deciden la polaridad de la magnetorresistencia.

Básicamente, los FM de Co y NiFe tienen dopaje de tipo ny p en BLG, respectivamente. En combinación con Co / BLG, el nivel de Fermi de BLG se mueve a la banda de conducción debido al dopaje n. Cuando el nivel de Fermi de BLG se encuentra en la banda de conducción, la densidad o población de los electrones de spin-up aumenta en comparación con los electrones de spin-down debido a la división de banda inducida por la proximidad del grafeno, presentando finalmente una polarización de spin positiva. Por otro lado, en la pila de NiFe / BLG, el nivel de Fermi de BLG se desplazó a la banda de valencia y la división de banda inducida por la proximidad fomenta la densidad del electrón de spin-down, que finalmente demuestra una polarización de espín negativa. En particular, en nuestros experimentos, el efecto inducido por proximidad en BLG se vuelve prominente solo cuando los dispositivos se templan después de la metalización de los FM como se observa de manera similar en la ref. [28]. Inicialmente, estábamos interesados en el nivel Fermi de SL-MoSe ₂ que posiblemente se mueva debido al contacto proximitizado de Co o NiFe después del proceso de recocido. Pero sorprendentemente, se mantuvo constante debido al escaso efecto de dopaje en MoSe ₂ . Demostró polarizaciones de espín positivas estables en SL-MoSe ₂ / NiFe y SL-MoSe ₂ / Co interfaces debido a las cuales podemos modular fácilmente el signo de MR mediante la selección de NiFe o Co con BLG en Co / BLG / SL-MoSe ₂ / NiFe o NiFe / BLG / SL-MoSe ₂ / Co cruces. Además, hemos encontrado que en la ref. [28], se observa un máximo de 1% de MR después del recocido en la unión de válvula giratoria BLG. Por otro lado, en nuestro trabajo después del recocido, hemos encontrado MR ~ 1.86% (86% más grande que el de la ref. [28]) en Co / BLG / SL-MoSe ₂ / NiFe y ~ 1,99% (99% más grande que el de la ref. [28]) en NiFe / BLG / SL-MoSe ₂ / Co dispositivos. Desde entonces, llegamos a la conclusión de que la manifestación de BLG / SL-MoSe ₂ La unión proporciona valores de MR grandes en comparación con solo BLG o SL-MoSe ₂ , por lo tanto, la funcionalidad básica de la fabricación de dispositivos puede contribuir a abrir una nueva vía para las aplicaciones espintrónicas de memoria y lógica en el futuro.

Conclusiones

En resumen, revelamos SVJ descontaminados de Co / BLG / NiFe, Co / SL-MoSe ₂ / NiFe, Co / BLG / SL-MoSe ₂ / NiFe y NiFe / BLG / SL-MoSe ₂ /Co. La característica corriente-voltaje de todos los SVJ demostró una relación lineal, lo que confirmó la unión metálica y se comporta como una película conductora. Examinamos las señales MR positivas y negativas en Co / BLG / NiFe antes y después del recocido, respectivamente. Dado que después del recocido, el efecto inducido por la proximidad invierte la polaridad de los BLG SVJ. Aunque, en Co / SL-MoSe ₂ / NiFe, los valores de MR han mejorado levemente, pero a diferencia de BLG, su polaridad se mantuvo igual (positiva) antes y después del recocido porque SL-MoSe ₂ tiene un efecto de dopaje insignificante de los FM. Además, como SL-MoSe ₂ los SVJ de heterostack de Co / BLG / SL-MoSe ₂ / NiFe mostró una polaridad positiva antes y después del proceso de recocido, pero sus valores de MR se mejoran significativamente después del recocido. Además, NiFe / BLG / MoSe ₂ / Co SVJs demostraron un MR positivo antes del recocido, pero después del recocido, la polaridad se invierte debido a la división de banda inducida por la proximidad de BLG junto con NiFe con valores de MR mejorados. Además, observamos las magnitudes de MR dependientes de la corriente que disminuyen a grandes valores de corriente y se atribuyen a la contribución de los estados interfaciales con sesgos elevados. Por lo tanto, en comparación con BLG y SL-MoSe ₂ , el BLG / SL-MoSe ₂ El heterostack revela mayor MR y polarizaciones de espín, lo que propone un mejor fenómeno de filtrado de espín en las interfaces. Posteriormente, en BLG / SL-MoSe ₂ dispositivos, la polaridad no solo se invierte, sino que también demuestra el eficiente mecanismo de filtrado de espín en las interfaces FM. Estas investigaciones sobre materiales semiconductores 2D y sus heterostacks pueden explorar información complementaria valiosa en dispositivos lógicos espintrónicos.