近日，記者從哈爾濱工業大學深圳校區了解到，該校教授陳曉彬團隊在磁隧道結領域中取得新進展，揭示了產生巨磁阻效應的全新物理機制。相關成果發表在《物理評論快報》上。
磁阻器件在磁傳感和數據存儲技術中應用廣泛，實現高磁阻是提高磁阻器件靈敏度的關鍵。半金屬材料僅有一種自旋通道，用于半金屬器件中可自然實現完美自旋過濾，理論上可實現100%的極限磁阻，但因半金屬材料稀少且精確制造難度大，其發展緩慢。
在該研究中，研究團隊提出自旋-谷失配材料的概念，闡明其引發高磁阻的機制。自旋-谷失配材料具有本征的不匹配的自旋和谷自由度，在輸運結構中呈現輸運帶隙。這些材料被用作電極時，可在反平行構型下阻塞電荷傳輸，從而產生巨大磁阻效應。
利用第一性原理輸運計算，研究團隊發現鐵磁的1T相二硒化釩、1T相和2H相二硫化釩為自旋-谷失配金屬，以它們為電極在自旋閥范德華器件中，可實現超過99%巨大磁阻。鑒于電極材料本身自旋態具有倒空間不匹配性質，范德華器件的中間層材料原則上可為任意非磁性材料。
該研究為新型高磁阻機制提供清晰的物理見解，為尋找、設計高磁阻器件開辟了新途徑。