Modulation de la polarité de la magnétorésistance dans les hétéropiles BLG/SL-MoSe2

Introduction

Les dichalcogénures de métaux de transition (TMD) et le graphène sont des matériaux 2D formidables pour les dispositifs électroniques, photovoltaïques et spintroniques [1,2,3,4,5]. En spintronique, le SVJ est un phénomène physique prometteur et il permet le stockage de données non volatiles avec des éléments de mémoire ferromagnétiques agissant comme un polariseur de spin ou des analyseurs. Il a réalisé une nouvelle ère de mémoires magnétiques à accès aléatoire, de capteurs magnétiques et d'applications logiques de base en tant que vecteur d'information [6,7,8]. Ces dernières années, le graphène et les dichalcogénures de métaux de transition bidimensionnels (2D-TMD) ont trouvé de nouvelles applications spintroniques répandues [9,10,11,12,13,14,15,16]. Ils ont été largement utilisés pour déterminer la magnétorésistance élevée des matériaux 2D en raison de leur cohérence de spin et de leur couplage spin-orbite élevé [16, 17]. Cependant, parmi tous les TMD, le MoSe₂ monocouche (SL-MoSe₂ ) est moins exploré en spintronique malgré son faible effet de dédoublement de spin (188 meV) et sa bande interdite (1,5 eV) que celui de WS₂ et WSe₂ dans une nano-feuille en couche mince [18, 19]. L'intégration de SVJ basés sur des matériaux 2D hérite de certains problèmes, tels que la résistance à l'oxydation, qui provoque de nouveaux développements dans la fabrication de dispositifs [20,21,22]. De plus, les hybrides ou hétérostructures de matériaux semi-conducteurs en couches 2D et de graphène n'étaient pas explorés dans les jonctions tunnel magnétiques. Ils auraient peut-être des propriétés de spin explicites et des informations complémentaires dans les dispositifs à spin polarisé. Plusieurs problèmes de transfert humide dans les SVJ conventionnels sont ceux qui martèlent l'oxydation défavorable des contacts de métaux ferromagnétiques (FM) qui reposent sur la qualité des interfaces en jeu pour viser les valeurs vraies et élevées de magnétorésistance (MR) [9, 22, 23]. Cependant, des progrès supplémentaires et la fabrication de la limite ultime de la taille des dispositifs sont nécessaires pour contrôler la barrière d'oxyde, les interfaces, la substitution de matériau (espaceur) et les performances des électrodes polarisées en spin.

Pour surmonter ces limitations, nous avons exploité des matériaux 2D et leurs hétéropiles pour démontrer des SVJ verticaux ultra-propres et efficaces de trois jonctions intercouches différentes entre les électrodes Co et NiFe. Nous avons observé des signaux de spin clairs du graphène bicouche (BLG), SL-MoSe₂ , et BLG/SL-MoSe₂ , montrant MR jusqu'à la température ambiante. Ici, nous avons classé les jonctions spin-valve en deux types. Dans le premier type (matériaux individuels/uniques ; soit BLG soit SL-MoSe₂ ) des jonctions spin-valve, Co/BLG/NiFe, nous avons étudié les signaux de spin positifs et négatifs avant et après recuit, mais dans d'autres Co/SL-MoSe₂ /NiFe, le signal de spin est resté positif avec une légère amélioration des valeurs MR. Fait intéressant, dans le deuxième type (hétéropile ; BLG/SL-MoSe₂ ) des jonctions spin-valve, Co/BLG/SL-MoSe₂ /NiFe, le MR s'est avéré positif même avant et après le processus de recuit. De plus, en NiFe/BLG/SL-MoSe₂ /Co, un MR positif a été observé avant le recuit, mais la polarisation de spin de l'électron s'est inversée avec des valeurs de MR significativement améliorées après le recuit.

Pour explorer des SVJ supérieurs, des interfaces décontaminées et sans résidus doivent être utilisées pour un film mince non magnétique (espaceur) pris en sandwich entre les électrodes FM. Une interface ultra-propre de BLG/FM est obtenue en évaporant les FM (sans photolithographie et lithographie par faisceau d'électrons) pour contourner le processus d'oxydation.

Méthodes expérimentales

Fabrication d'appareils

Le BLG exfolié est transféré sur un trou circulaire de ~ 2-μm de diamètre à travers une fenêtre SiN épaisse. Le film de BLG en suspension a été recuit dans un tube de four dans un environnement gazeux d'argon et d'hydrogène à 350°C pendant 4 h pour détériorer les résidus des deux côtés de la partie suspendue de BLG. Avant de déposer les métaux FM, nous avons irradié nos appareils des deux côtés sous une lumière DUV dans un environnement sous vide pendant 15  min pour nettoyer davantage le BLG. Ensuite, les métaux Co (~ 20 nm avec un taux d'évaporation =0,6 Å/s) et Au (~ 5 nm) ont d'abord été déposés sur la face supérieure du graphène en suspension, respectivement. Par la suite, NiFe (~ 100 nm avec un taux d'évaporation =0,8 Å/s) et Au (~ 200 nm) ont été déposés à partir de la face inférieure de l'échantillon. De plus, pour faire hétérostack BLG a été transféré sur SL-MoSe₂ pour fabriquer un BLG/SL-MoSe₂ dispositif, qui a été recuit dans un tube de four sous argon (Ar) et hydrogène (H₂ ) environnement gazeux à 250 °C pendant 4 h pour détériorer le résidu de part et d'autre de la jonction suspendue. Pour SL-MoSe₂ et BLG/SL-MoSe₂ dispositifs, Co/Au (35/10 nm) et NiFe/Au (150/200 nm) ont été déposés sur les faces supérieure et inférieure, respectivement. Ensuite, les appareils ont été recuits dans l'Ar et le H₂ mélange gazeux à 250 °C pendant 15 h pour améliorer la qualité de la jonction et sa compacité. Les détails du processus de perçage peuvent être consultés dans les notes d'information supplémentaires (1-2).

Caractérisation de l'appareil

Un micro-spectromètre Renishaw Raman et une longueur d'onde laser de 514  nm ont été utilisés pour caractériser les spectres Raman. Des mesures de transport à quatre sondes basées sur des jonctions spin-valve verticales ont été effectuées à l'aide d'une technique d'amplificateur à verrouillage alternatif. Le courant alternatif d'entraînement a été fixé à 10 A pour les mesures de magnétotransport de spin dépendant de la température et augmenté plus tard jusqu'à 50  μA pour étudier l'effet de la dépendance du courant à une température constante (T =4 K). Les appareils étaient refroidis à l'hélium liquide pour les mesures à basse température, et la température était contrôlée par le Lake Shore 331. La mesure courant-tension a été réalisée à l'aide d'un pico-ampèremètre (Keithley 6485) et d'un nano-voltmètre (2182A).

Résultats et discussion

Joints Spin-Valve de BLG

Dans nos résultats, en SVJ vertical, BLG est pris en sandwich entre les électrodes Co et NiFe; son schéma est montré dans la Fig. 1a. D'après la figure S1a, le spectre Raman de la région suspendue confirme BLG comme G, et des pics 2D ont été trouvés près de ~ 1585,5 et ~ 2710 cm ⁻¹ , respectivement, ce qui est cohérent avec un rapport précédent [24]. De plus, après les dépôts FM, l'image au microscope électronique à balayage (MEB) de la face supérieure est illustrée à la figure S1b. Ensuite, en fonction de la température I-V caractéristiques ont été obtenues, comme le montre la figure 1b (encadré) où des informations précieuses sur le comportement conducteur de la SVJ ont été démontrées. La figure 1b (en médaillon) montre les courbes linéaires pour FM/BLG/FM, une indication d'un contact ohmique, ce qui est cohérent avec un rapport précédent [25]. Le changement de R vs B (dans le plan) à différentes températures a été observé comme le montre la figure 1b. Les deux électrodes ont été séparées magnétiquement et commutées indépendamment à température ambiante, où MR est défini comme MR (%) =[(R _PA − R _P )/R _P ] × 100 (%). Ici, R _PA correspond à la résistance lorsque les aimantations des couches FM s'alignent dans une configuration anti-parallèle, et R _P est la résistance lorsque les aimantations des couches FM sont alignées parallèlement. Depuis, avant le recuit, nous avons mesuré les dispositifs et trouvé une magnétorésistance positive pour BLG SVJ, représentant des états de résistance faible et élevée en raison de l'alignement parallèle et anti-parallèle des magnétisations des matériaux FM, respectivement. La figure 1b montre les traces MR à différentes températures en fixant une valeur de courant constante (I =10µA). Il a été constaté qu'avant le recuit, les valeurs MR de BLG augmentaient de manière monotone de ~ 0,75, ~ 0,88, ~ 0,95, ~ 1,12 et ~ 1,26 % à T =300, 200, 100, 50 et 4 K, respectivement, comme le montre la figure 1c. Cependant, ces résultats sont cohérents et comparativement meilleurs que les rapports précédents [26,27,28]. Une magnétorésistance plus élevée a été observée à basse température, ce qui est un comportement typique des jonctions tunnel magnétiques (MTJ) attribué à l'excitation des ondes de spin dans les matériaux FM [29]. Par conséquent, après le recuit, le BLG SVJ change de signe en raison de l'effet dopant du Co et du NiFe sur les côtés supérieur et inférieur du BLG, comme le montre la figure 1c (en médaillon). Surtout, après recuit, le MR est augmenté à ~ − 0.84, ~ − 0.98, ~ − 1.19, ~ − 1.35 et ~ − 1.49% à T =300, 200, 100, 50 et 4 K, respectivement, comme le montre la figure 1c. Ainsi, la polarisation de spin est inversée et suggère un MR négatif, qui est attribué au transfert de charge et à la division de bande induite par la proximité dans BLG, comme le montre la figure 1d [28].

un Schéma de fabrication du dispositif où des métaux ferromagnétiques Co et NiFe ont été déposés respectivement en haut et en bas. b L'évolution des traces R vs B avant recuit à différentes températures (avec I =10µA). (Encart) Les caractéristiques courant-tension du BLG à différentes températures sont linéaires et indiquent un contact ohmique. c Valeurs MR dépendantes de la température du BLG avant et après recuit à courant alternatif fixe. (Encart) Le MR vs B de la jonction Co/BLG/NiFe après recuit à T =4 K. d Dessin schématique de la densité d'états dépendant du spin pour BLG. La division de bande donne une différence dans les transporteurs de spin-up et de spin-down à E _F . La ligne rouge pointillée épaisse au milieu montre le découplage du BLG lié à van der Waals

En raison du recuit, la jonction devient compacte et la distance entre les couches et la résistance de jonction sont réduites (figure S3c) ; sinon, avant le recuit, il pourrait y avoir quelques espaces en angström (Å) qui agissent comme des isolants, entravent le mécanisme de dopage et contournent l'effet de division de bande induit par la proximité, comme indiqué dans un rapport précédent [28]. De plus, au niveau de Fermi, les électrons spin-up sont majoritaires dans le graphène dopé n, tandis que les électrons spin-down sont majoritaires dans le graphène dopé p qui génère un MR négatif. De plus, pour confirmer l'effet de dopage du Co et du NiFe, nous avons fabriqué les transistors à effet de champ du BLG immaculé, du BLG dopé Co et du BLG dopé NiFe, comme le montre la figure S3 (a, b). Nous avons utilisé Ni₈₉ Fe₁₁ , par conséquent, Ni peut facilement doper le type p comme indiqué précédemment [30, 31]. Les mesures de Dirac montrent que le point de neutralité de charge (CNP) du BLG vierge se situe près de + 4 V. Après dopage du BLG avec Co et NiFe, le CNP est passé à + 17 et − 11 V, respectivement, ce qui confirme la modulation du niveau de Fermi de BLG, comme le montre la figure S3b.

Jonction Spin-Valve de SL-MoSe₂

De plus, l'image optique de SL-MoSe₂ transféré sur le trou de la membrane SiN est représenté sur la figure 2a. La hauteur du MoSe₂ exfolié flocon, mesuré par microscopie à force atomique (AFM), et le profil de hauteur suggèrent ~ 0,7 nm d'épaisseur, comme le montre la figure S2a-b. En MoSe₂ exfolié monocouche , le A_1g (hors plan) Le mode Raman s'adoucit à ~ 240,6 cm ⁻¹ et le E ¹ _2g le mode (dans le plan) se raidit à ~ 286.4 cm ⁻¹ , comme le montre la figure S2c, qui est cohérent avec les rapports précédents [32]. La résistance de jonction du Co/SL-MoSe₂ La jonction spin-valve /NiFe est montrée sur la figure 2b, qui diminue avec la diminution de la température. De plus, dans le linéaire I-V courbes à différentes températures, l'encart de la Fig. 2b révèle également un contact ohmique entre le SL-MoSe₂ et les électrodes FM. Le linéaire I-V caractéristiques suggèrent que la monocouche MoSe₂ agit comme un film mince conducteur plutôt que comme une barrière tunnel entre les électrodes. Sur la figure 2c, les boucles MR de Co/SL-MoSe₂ /NiFe ont été montrés à différentes températures en maintenant un courant constant (I =10 μA), qui génère un signal de spin positif. Le schéma de SL-MoSe₂ SVJ est montré en médaillon sur la figure 2d. Les valeurs MR dépendantes de la température pour le Co/SL-MoSe₂ Les jonctions /NiFe sont illustrées à la figure 2d, où l'on observe que le MR diminue à mesure que la température augmente.

un Image optique du SL-MoSe₂ s'écaille au-dessus du trou. b Résistance de jonction du SL-MoSe₂ à différentes températures. (Encart) I dépendant de la température -V courbes verticales Co/SL-MoSe₂ /NiFe SVJ démontre une jonction métallique. c La variation de R vs B à T =300, 200, 100, 50 et 4 K avant recuit. d Le rapport MR dépendant de la température de Co/SL-MoSe₂ /NiFe avant et après recuit à courant fixe. (Encart) L'illustration schématique de l'appareil avec SL-MoSe₂

Dans cette jonction, les magnitudes MR à I =10 μA sont déterminés à ~ 0,37, ~ 0,56, ~ 0,76, ~ 1,2 et ~ 1,51% à T =300, 200, 100, 50 et 4 K, respectivement. De plus, à un courant alternatif fixe, les valeurs MR de Co/SL-MoSe₂ /La jonction NiFe s'est légèrement améliorée après le recuit des dispositifs et a atteint jusqu'à ~ 0,41, ~ 0,6, ~ 0,79, ~ 1,4 et ~ 1,56% à T =300, 200, 100, 50 et 4 K, respectivement, comme le montre la figure 2d. Ainsi, l'amélioration de la MR pourrait être attribuée à l'amélioration de la qualité de la jonction, comme indiqué sur la figure S3c, où la résistance de jonction de tous les dispositifs a considérablement diminué après le recuit. Surtout, la polarité de ces SL-MoSe₂ les jonctions sont restées les mêmes, puisque Co et NiFe n'ont pas dopé SL-MoSe₂ suffisant pour déplacer son niveau de Fermi de la bande de conduction à la bande de valence ou vice versa. C'est pourquoi MoSe₂ a démontré une polarisation de spin positive stable aux deux interfaces.

Spin-Valve Junction de BLG/SL-MoSe₂ Hétéropile

L'hétéropile de matériaux 2D atomiquement minces a été explorée en raison de ses propriétés de transport polarisées en spin distinctes. De plus, l'image optique de BLG/SL-MoSe₂ hétérostack sur le trou SiN est montré dans la Fig. 3a. La résistance de jonction dépendante de la température est représentée sur la figure 3b (en haut), dans laquelle la résistance diminue avec la diminution de la température, ce qui indique une jonction métallique. Pour une confirmation supplémentaire du comportement métallique, nous avons étudié la géométrie à quatre sondes I-V caractéristique à T =4 K illustré à la figure 3b (en bas). Le Co/BLG/SL-MoSe₂ /La jonction NiFe présente un I-V linéaire courbe due à un contact ohmique. Avant recuit, la figure 3b montre les traces MR positives, qui démontrent la polarisation de spin positive dans Co/BLG/SL-MoSe₂ /NiFe. Cependant, après recuit, le signe MR est resté positif (Fig. 3d, encadré) et les valeurs ont augmenté de ~ 0,42, ~ 0,63, ~ 0,85, ~ 1,26 et ~ 1,71% (Fig. 3d; avant recuit) à ~ 0,49, ~ 1,13, ~ 1,65, ~ 1,81 et ~ 1,86% (Fig. 3d ; après recuit) à T =300, 200, 100, 50 et 4 K, respectivement, comme le montre la figure 3d. Des valeurs MR élevées à basse température sont un comportement typique des jonctions spin-valve [33, 34]. Le MR positif dans le Co/BLG/SL-MoSe₂ Les dispositifs /NiFe sont attribués à des polarisations de spin positives similaires des deux interfaces :Co/BLG et SL-MoSe₂ /NiFe. Dans nos résultats, nous élucidons la polarisation de spin positive dans SL-MoSe₂ (Fig. 2c), alors que dans la jonction spin-valve Co/BLG/NiFe, l'interface Co/BLG donne également lieu à la polarisation de spin positive. Ainsi, la polarisation nette de Co/BLG/SL-MoSe₂ /Les jonctions spin-valve NiFe sont positives ce qui est expliqué schématiquement sur la figure 3c.

un Image microscopique optique de BLG/SL-MoSe₂ sur un trou. b Les boucles MR dépendantes de la température de Co/BLG/SL-MoSe₂ /jonction NiFe à courant fixe (I =10 ). (En haut) La résistance de jonction dépendante de la température de Co/BLG/SL-MoSe₂ /NiFe. (En bas) Le linéaire I-V courbe de Co/BLG/SL-MoSe₂ /Appareil NiFe à T =4 K. c Dessin schématique de la densité d'états dépendant du spin pour BLG et SL-MoSe₂ hétéropiles. Après le recuit des dispositifs, les niveaux de Fermi de BLG adjacents au Co ou au NiFe sont décalés en raison du dopage de type n ou de type p. d Avant et après recuit, les grandeurs MR en fonction de la température pour la structure de Co/BLG/SL-MoSe₂ /NiFe. (Encart) Après recuit, la boucle MR dépendant de la température du Co/BLG/SL-MoSe₂ /jonction NiFe à courant fixe, I =10

De plus, pour élucider le rôle du dopage au Co et au NiFe avec BLG, nous avons fabriqué un autre ensemble de dispositifs hétéro-empilement, NiFe/BLG/MoSe₂ /Co. Avant le recuit, nous avons mesuré les boucles MR qui décrivaient une magnétorésistance positive, comme le montre la figure 4a. Surtout, après recuit, la polarité de NiFe/BLG/MoSe₂ /Co jonction inversée, comme le montre la figure 4b. La polarisation négative est attribuée au dopage des trous sur l'interface NiFe/BLG et à la division de bande induite par la proximité dans BLG, qui induit la majorité des électrons de spin-down [28]. Les valeurs MR dépendantes de la température du NiFe/BLG/MoSe₂ /Co SVJs ont été calculés (~ 0,12, ~ 0,24, ~ 0,48, ~ 0,86 et ~ 1,2% à T =300, 200, 100, 50 et 4 K, avant recuit et ~ -0,56, ~ -0,75, ~ -0,98, ~ -1,42 et ~ -1,99% à T =300, 200, 100, 50 et 4 K, après recuit) comme le montre la figure 4c. Il est à noter qu'après le recuit, les valeurs MR ont augmenté en raison de la diminution de la résistance, des écarts entre les couches et du phénomène de dopage amélioré dans BLG par NiFe. De plus, avant et après recuit de la polarisation nette de NiFe/BLG/SL-MoSe₂ /Co SVJ est respectivement positif et négatif, ce qui est illustré schématiquement sur la figure 3c. De plus, après recuit du MR dépendant du courant, les rapports NiFe/BLG/MoSe₂ /Co SVJ ont été calculés comme le montre la figure 4d. Par conséquent, il a été constaté qu'avec l'augmentation du courant alternatif de I =10 μA à I =50 μA, la valeur MR a diminué de ~ − 2,0 à ~ − 1,71%. Cette réduction de MR est classique et due aux excitations de spin localisées aux interfaces et aux états pièges locaux dans l'espaceur non magnétique [13, 15, 35, 36]. À cette fin, nous avons tracé un graphique qui présente les valeurs MR (%) de tous nos types d'appareils tout au long de ce projet et a révélé une tendance cohérente et reproductible, comme le montre la figure S4.

un Avant recuit, le MR trace en fonction du champ magnétique à T =300, 4 K et I =10 μA. b Après recuit, les traces MR en fonction du champ magnétique, B, à différentes températures. c Avant et après recuit, les valeurs MR à T =300, 200, 100, 50 et 4 K. d Les magnitudes MR de NiFe/BLG/SL-MoSe₂ /Co à différentes valeurs de courant

Cependant, le dopage dû aux contacts FM [37] et la division de bande due à l'effet de proximité créent une différence dans la population des électrons de spin-up et de spin-down dans le graphène [38, 39]. Lors du recuit, la conformation et le contact amélioré entre les contacts FM et le graphène bicouche adjacent permettent un découplage efficace des couches de graphène dans un cristal à quelques couches lié à van der Waals, comme indiqué dans les bicouches de graphène torsadées créant deux graphènes plus minces découplés électroniquement [40 ]. Par la suite, ces deux couches de graphène distinctement dopées et proches deviennent des électrodes polarisées en spin, qui décident de la polarité de la magnétorésistance.

Fondamentalement, les FM Co et NiFe ont un dopage de type n et p dans BLG, respectivement. En combinaison avec Co/BLG, le niveau de Fermi de BLG est déplacé vers la bande de conduction en raison du dopage n. Lorsque le niveau de Fermi de BLG se situe dans la bande de conduction, la densité ou la population des électrons de spin-up augmente par rapport aux électrons de spin-down en raison de la division de bande induite par la proximité du graphène, présentant finalement une polarisation de spin positive. D'autre part, dans la pile NiFe/BLG, le niveau de Fermi de BLG s'est déplacé vers la bande de valence et la division de bande induite par la proximité encourage la densité de l'électron de spin-down, qui démontre finalement une polarisation de spin négative. Notamment, dans nos expériences, l'effet induit par la proximité dans BLG ne devient important que lorsque les dispositifs sont recuits après métallisation des FM, comme observé de manière similaire dans la réf. [28]. Au départ, nous nous sommes intéressés au niveau de Fermi de SL-MoSe₂ qui peut éventuellement se déplacer en raison du contact rapproché de Co ou de NiFe après le processus de recuit. Mais étonnamment, il est resté constant en raison du faible effet dopant sur MoSe₂ . Il a démontré des polarisations de spin positives stables à SL-MoSe₂ /NiFe et SL-MoSe₂ Interfaces /Co grâce auxquelles nous pouvons facilement moduler le signe de MR en sélectionnant NiFe ou Co avec BLG dans Co/BLG/SL-MoSe₂ /NiFe ou NiFe/BLG/SL-MoSe₂ /Co jonctions. De plus, nous avons trouvé que dans la réf. [28], un maximum de 1% de MR est observé après recuit dans la jonction spin-valve BLG. D'autre part, dans nos travaux après recuit, nous avons trouvé un MR ~ 1.86% (86% plus grand que celui de la réf. [28]) dans Co/BLG/SL-MoSe₂ /NiFe et ~ 1,99% (99% plus grand que celui de la réf. [28]) dans NiFe/BLG/SL-MoSe₂ /Co appareils. Depuis, nous avons conclu que la manifestation de BLG/SL-MoSe₂ la jonction fournit des valeurs MR élevées par rapport à seulement BLG ou SL-MoSe₂ , ainsi, la fonctionnalité de base de la fabrication de dispositifs peut contribuer à ouvrir une nouvelle voie pour les applications spintroniques logiques et mémoire à l'avenir.

Conclusions

En résumé, nous avons révélé des SVJ décontaminés de Co/BLG/NiFe, Co/SL-MoSe₂ /NiFe, Co/BLG/SL-MoSe₂ /NiFe et NiFe/BLG/SL-MoSe₂ /Co. La caractéristique courant-tension de tous les SVJ a démontré une relation linéaire, qui a confirmé la jonction métallique et se comporte comme un film conducteur. Nous avons examiné les signaux MR positifs et négatifs dans Co/BLG/NiFe avant et après recuit, respectivement. Puisqu'après le recuit, l'effet induit par la proximité inverse la polarité des BLG SVJ. Bien que, dans le Co/SL-MoSe₂ /NiFe, les valeurs MR se sont légèrement améliorées, mais contrairement à BLG, sa polarité est restée la même (positive) avant et après recuit car SL-MoSe₂ a un effet dopant négligeable des FM. De plus, comme SL-MoSe₂ les hétérostacks SVJ de Co/BLG/SL-MoSe₂ /NiFe a montré une polarité positive avant et après le processus de recuit, mais ses valeurs MR sont significativement améliorées après le recuit. De plus, NiFe/BLG/MoSe₂ /Co SVJs a démontré un MR positif avant le recuit, mais après le recuit, la polarité est inversée en raison de la division de bande induite par la proximité de BLG couplée à NiFe avec des valeurs de MR améliorées. De plus, nous avons observé les amplitudes MR dépendantes du courant qui diminuent à des valeurs de courant élevées et sont attribuées à la contribution des états interfaciaux à des biais élevés. Par conséquent, par rapport à BLG et SL-MoSe₂ , le BLG/SL-MoSe₂ heterostack révèle des polarisations MR et de spin plus élevées, proposant ainsi un meilleur phénomène de filtrage de spin aux interfaces. Ensuite, dans BLG/SL-MoSe₂ appareils, la polarité est non seulement inversée, mais elle démontre également le mécanisme de filtrage de spin efficace aux interfaces FM. Ces recherches sur les matériaux semi-conducteurs 2D et leurs hétéropiles peuvent explorer des informations complémentaires précieuses dans les dispositifs de logique spintronique.

Disponibilité des données et des matériaux

Les auteurs n'ont aucune donnée à partager puisque toutes les données sont déjà affichées dans le manuscrit soumis.

Abréviations

TMD :

Dichalcogénures de métaux de transition

2D :

Bidimensionnel

MR :

Magnétorésistance

BLG :

Graphène bicouche

SL-MoSe₂ :

MoSe monocouche₂

CNP :

Point de neutralité de charge

AFM :

Microscopie à force atomique