Магнитное сопротивление в сэндвиче из графена экспресс
Два листа графена — тончайшие слои углерода толщиной в один атом — уложены как хлеб в бутерброде. Между ними — намагниченный слой CrSBr. Когда через такой сэндвич пропускают ток, сопротивление зависит от того, куда смотрят магнитные моменты в среднем слое. Ученые обнаружили, что сопротивление можно менять более чем в три раза, просто меняя напряжение на контактах или охлаждая образец до 20 К — это примерно -253°C, холоднее, чем поверхность Плутона.
Если магнитное поле плавно поворачивает намагниченность, сопротивление меняется не хаотично, а по четкому математическому закону: оно линейно зависит от косинуса половины угла поворота. Похоже на ручку громкости, где звук растет не скачками, а плавно и предсказуемо. Такая зависимость указывает, что слои графена и CrSBr взаимодействуют на квантовом уровне, и это взаимодействие зависит от направления спина электрона — его собственного вращения, как у крошечного волчка.
Такие структуры могут стать основой для магнитных сенсоров или элементов памяти, где информация записывается не зарядом, а направлением намагниченности. И управлять этим можно будет не только магнитным полем, но и электрическим напряжением — как переключать свет не выключателем, а поворотом ручки.
Оригинальная аннотация
как её написали авторы, на английском arXiv:2608.11389v1
We explore the large magnetoresistance (MR) in \ce{hBN}/few-layer-graphene/\ce{CrSBr}/few-layer-graphene heterostructures and reveal the mechanism behind its non-monotonic bias dependence. Using bias voltage and temperature as independent tuning knobs, we achieve MR up to \SI{350}{\percent} at \SI{20}{K}, characterized by symmetric M-shaped maxima around $$\pm 0.5\,\mathrm{V}$$. Continuous tuning of the magnetization angle $$\theta$$ via a hard-axis magnetic field shows that the barrier band-edge offset varies linearly with $$\cos(\theta/2)$$, a first-order signature of spin-dependent interlayer hybridization. This linear relationship rules out the Julli\`ere model and a spin-filter projection. We conclude that the magnetic-configuration-dependent band edge, rather than electrode spin polarization, dictates the large magnetoresistance in \ce{CrSBr} junctions.
CrSBr — это слоистый магнитный полупроводник, который сохраняет магнитные свойства даже при толщине в несколько атомных слоев.