拓扑半金属与铁磁绝缘体异质结构中发现非常规单向磁电阻

《Nature Materials》：Unconventional unidirectional magnetoresistance in heterostructures of a topological semimetal and a ferromagnet

为解决垂直磁各向异性磁体电学读出问题，研究发现 WTe2与 Cr2Ge2Te6异质结构的非常规 UMR。

　　单向磁电阻（Unidirectional magnetoresistance，UMR）存在于由自旋源材料和磁性层组成的双层异质结构中，它指的是在磁化反转时纵向电阻发生的变化，这种变化源于界面处非平衡自旋积累（spin accumulation）与磁化的相互作用。在传统自旋源材料中，电场诱导的非平衡自旋积累的自旋极化被限制在薄膜平面内，因此由此产生的 UMR 只能对磁化的面内分量做出响应。然而，具有垂直磁各向异性（perpendicular magnetic anisotropy）的磁体在磁存储器和自旋逻辑器件中需求极高，而通过 UMR 对垂直磁各向异性磁体进行电学读出的方法却严重缺失。在此，研究人员发现了拓扑半金属（WTe₂）与具有垂直磁各向异性的铁磁绝缘体（Cr₂Ge₂Te₆）组成的异质结构中存在一种非常规的 UMR。这一发现使得人们能够通过纵向电阻测量，电学读出 Cr₂Ge₂Te₆层的向上和向下的磁状态。