中国科学院合肥物质科学研究院固体物理研究所邵定富研究员团队近日在反铁磁隧道结研究中取得新进展，提出了一种利用反铁磁金属界面实现强自旋极化的新机制。该研究成果发表于《牛顿》杂志，为开发新型自旋电子器件提供了新思路。

随着电子器件向小型化、低功耗方向发展，自旋电子学技术成为替代传统方案的重要选择。反铁磁材料因具有无净磁性、无杂散场和快速自旋响应等特性，被视为理想的功能材料。现有技术主要依赖材料的体特性，限制了反铁磁材料的应用范围。

研究团队通过理论计算和界面设计，发现某些反铁磁材料在特定界面结构中可产生显著的自旋极化效应。他们采用第一性原理建模，构建了由二维A型反铁磁金属Fe₄GeTe₂和绝缘BN势垒组成的新型隧道结。研究表明，尽管该材料本身能带结构呈现自旋简并，但通过界面效应仍可产生稳定的自旋极化电流。

团队通过调节界面磁矩取向，使结器件表现出接近100%的隧道磁阻率，与传统器件性能相当。这种方法拓宽了自旋电子器件的材料选择范围，为器件设计提供了更多可能性。阿尔托大学Jose Lado教授和查尔姆斯理工大学Saroj P. Dash教授在评论中写道："反铁磁体中未补偿的界面为范德华异质结构带来了新的机遇"，肯定了该研究的创新性和实用价值。

这项研究为开发高性能自旋电子器件奠定了基础，展示了界面工程在新型电子器件开发中的潜力。研究成果有望推动后摩尔时代电子器件的发展。

更多信息： 刘洋等，界面控制反铁磁隧道结，Newton (2025)。