近日，我院严志副教授在国际知名期刊《Advanced Functional Materials》发表题为“Interface-Engineered Giant Multistate Resistance Switching in Altermagnetic Multiferroic Tunnel Junctions”的研究论文。山西师范大学为论文唯一完成单位，严志副教授为第一作者兼通讯作者，许小红教授为共同通讯作者。

多铁隧道结可利用磁序和铁电极化协同调控隧穿电阻，是实现多态非易失存储和低功耗自旋电子器件的重要平台。相比传统铁磁材料，交错磁体兼具零净磁化和显著自旋劈裂，在避免杂散磁场的同时可实现自旋选择输运，为构筑新型磁性隧道器件提供了新的材料基础。然而，如何通过界面调控将交错磁体的自旋劈裂有效转化为显著的隧穿电阻响应，仍是该领域的重要问题。

针对这一问题，本工作采用密度泛函理论结合非平衡格林函数方法，系统研究了 CrSb/α-In₂Se₂/CrSb交错磁性多多铁隧道结的自旋依赖输运。研究发现，器件高、低电阻态主要取决于界面Cr磁矩的相对取向及其自旋通道匹配，而铁电极化翻转可通过调节势垒电势进一步控制电子隧穿。通过改变Cr/Sb界面终止、界面对称性以及引入h-BN和石墨烯插层，可实现对隧穿输运和高低阻态的有效调控。

在单层α-In₂Se₂势垒中，器件可实现四个非易失电阻态，隧穿磁电阻（TMR）和隧穿电致电阻（TER）分别达到1626%和2206%；通过调节费米能级，可进一步提高至9576%和4144%。采用双层势垒后，层间极化进一步增加可调自由度，可形成八个非易失电阻态，最高TMR和TER分别达到3.77×10⁴%和4.18×10⁵%。该研究揭示了界面结构、自旋通道匹配与铁电极化协同调控交错磁性隧穿输运的机制，为无杂散场、高密度、多态非易失自旋电子器件设计提供了新的思路。

全文链接：https://doi.org/10.1002/adfm.78491

图：交替磁性CrSb多铁隧道结的界面调控及多态电阻切换机制示意图