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ナノスケール材料：原子層レベルの極限におけるツイストにより助長される全反強磁性トンネル接合
Nature 632, 8027 doi: 10.1038/s41586-024-07818-x
反強磁性スピントロニクスは、高密度で超高速な情報デバイスに非常に大きな可能性を示している。磁気トンネル接合（MTJ）は、典型的には強磁性材料から形成される、スピントロニクスメモリーの重要な構成要素であり、反強磁性材料を用いてごく最近急速な発展が見られている。今回我々は、全反強磁性トンネル接合を原子層レベルの極限まで薄く構築する、ツイスト戦略を実証する。二次元（2D）反強磁性体（AFM）であるCrSBrの2枚の二重層をツイストさせることによって、700％より高い不揮発性トンネル磁気抵抗（TMR）比がゼロ磁場（ZF）で示され、ツイストした積層全体がトンネル障壁として機能した。これは、2枚のCrSBr単層をツイストさせることによって決定され、この場合のTMRは個々のCrSBr単層にまたがる累積的なコヒーレントトンネリングに由来することが示された。TMRのツイスト角依存性は、ツイストした単層にまたがる電子の平行運動量依存減衰から計算された。得られた値は、0°から90°まで変化するツイスト角を考慮した今回の実験の結果と非常に良好な一致を示した。さらに、TMRの温度依存性が意外にも、ツイストしていない接合よりもツイストした接合の方でずっと弱いことも見いだされ、ツイストした接合がさまざまな用途にさらに魅力的となることが示された。今回の研究は、不揮発性磁気情報ストレージを原子層レベルの極限の薄さにまで押し進められることを示している。
