北航/厦大/福大PRB：基于α-MXene同质结的非易失性全电控自旋阀设计

背景：自旋阀是自旋电子器件的核心组件，传统设计依赖外磁场调控磁状态，导致高能耗与低便携性。二维多铁材料因其同时具备铁电性和铁磁性，成为实现纯电场驱动磁态切换的理想平台，但强磁电耦合效应的实现面临挑战。研究目的：北京航空航天大学、厦门大学与福州大学的研究团队旨在提出一种基于α-MXene同质结的全电控自旋阀新策略，以实现电场调控下的铁磁/反铁磁态可逆切换，并探索其在高性能非易失性存储器中的应用潜力。结论：通过第一性原理计算与非平衡格林函数方法，研究发现Cr₂CO₂和Mn₂CO₂两种α-MXene材料具有高居里温度、半金属特性和铁电性，构建的同质结自旋阀实现了强磁电耦合，铁磁/反铁磁态能量差显著，并获得了高达10⁶%的磁阻比，远超已有电控自旋器件，为非易失性存储器设计提供了全新思路。