【摘 要】
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最近,自旋电子学材料和新型结构的出现引起了人们的关注。其中,金属及其氧化物、半导体、拓扑材料可以与磁性材料组成各种新型的磁性多层膜。该结构通常具有较高的磁电阻效应、较大的磁各向异性、低电流诱发磁化翻转等优势,因此可以用于低功耗、高速和高稳定性的自旋电子学器件。本文重点介绍了几种典型的磁性多层膜材料:拓扑半金属/铁磁（1T’-MoTe2/Co）、拓扑绝缘体/铁磁（Bi2Te3/CoNi2）、重金属/
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最近,自旋电子学材料和新型结构的出现引起了人们的关注。其中,金属及其氧化物、半导体、拓扑材料可以与磁性材料组成各种新型的磁性多层膜。该结构通常具有较高的磁电阻效应、较大的磁各向异性、低电流诱发磁化翻转等优势,因此可以用于低功耗、高速和高稳定性的自旋电子学器件。本文重点介绍了几种典型的磁性多层膜材料:拓扑半金属/铁磁（1T’-MoTe2/Co）、拓扑绝缘体/铁磁（Bi2Te3/CoNi2）、重金属/反铁磁（Pt/Mn Pt）、金属/过渡金属氧化物/铁磁（Cu/WO3/Ni）、铁磁合金/金属/铁磁合金(Fe0.5Co0.5/W/Fe0.5Co0.5)。我们采用第一性原理方法计算了磁性多层膜界面的态密度、能带结构、磁晶各向异性,并深入探究了界面自旋极化的电子结构等性质。主要内容如下:1.研究了1T’-MoTe2/Co界面的垂直磁各向异性,发现1T’-MoTe2/Co（1 ML）界面的易磁化轴由面内[100]方向转向[010]方向,而1T’-MoTe2/Co（3 MLs）界面的易磁化轴在平面外[001]方向。2.研究了Bi2Te3/CoNi2界面的自旋轨道耦合效应,发现2QL/4QL/6QL-Bi2Te3界面垂直磁各向异性分别提高到5.478 erg/cm~2、4.034 erg/cm~2、4.073 erg/cm~2。3.研究了Pt/Mn Pt薄膜的磁晶各向异性,发现不同厚度的Mn Pt薄膜均表现出面内磁各向异性,而±0.3V/?范围内的电场能够使Pt（5 MLs）/Mn Pt（2 u.c.）薄膜的易磁化轴在[100]和[110]方向之间翻转。4.研究了Cu/WO3/Ni的界面电子结构性质,发现Cu/WO3/Ni磁性多层膜中WO3的带隙为0.8 e V,在费米能级处,布里渊区中的面内自旋分量表现出较为复杂的自旋结构。5.研究了Fe0.5Co0.5/W（1-5 MLs）/Fe0.5Co0.5的层间交换耦合,发现当间隔层W的厚度小于0.5 nm时,表现为反铁磁层间耦合;而当W的厚度大于0.5 nm时,表现为铁磁层间耦合。
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