p O princípio fundamental de uma válvula de spin é que a resistência depende das configurações paralelas ou antiparalelas dos dois eletrodos ferromagnéticos, associando assim o efeito de magnetorresistência (MR), cuja estrutura básica consiste em dois metais ferromagnéticos desacoplados pela inserção de um espaçador não magnético. O efeito MR em tal estrutura em sanduíche é a pedra angular do sensor magnético, armazenamento de dados, e tecnologias de processamento, que é melhor representada pelo desenvolvimento da indústria de informações da magnetorresistência gigante (GMR) e da magnetorresistência de tunelamento (TMR) nas últimas duas décadas. p O mecanismo físico subjacente aos efeitos de GMR e TMR é devido ao transporte de elétrons dominado pelo espalhamento dependente do spin ou pela probabilidade de tunelamento de spin, respectivamente. Para produzir efeito MR apreciável, o momento de rotação dos elétrons deve ser mantido em toda a camada espaçadora e nas interfaces, que é a questão chave para a spintrônica. Assim, tremendos esforços têm sido dedicados à otimização da camada espaçadora e à busca de interfaces eletrônicas de alta qualidade entre as camadas ferromagnéticas e a camada espaçadora.

p Nesse contexto, Os materiais em camadas bidimensionais (2-D) van der Waals (vdW) - especialmente os materiais magnéticos 2-D emergentes - forneceram aos pesquisadores outra maneira versátil de enfrentar esses obstáculos em sistemas magnéticos tradicionais de multicamadas. Em particular, homo ou hetero-junções incorporando esses materiais vdW sem ligação química direta, evitando o efeito de mistura associado e estados de lacuna induzidos por defeito, pode apresentar desempenho superior ao de multicamadas magnéticas covalentemente ligadas.

p Um grupo de pesquisa liderado pelo Prof. Kaiyou Wang do Laboratório Estadual de Superredes e Microestruturas, Instituto de Semicondutores, Academia Chinesa de Ciências, colaborando com o Prof. Kai Chang e o Prof. Zhongming Wei, relatou recentemente a fabricação de válvulas de spin sem camadas espaçadoras usando homo-junções vdW nas quais o Fe esfoliado ₃ GeTe ₂ nanoflakes atuam como eletrodos ferromagnéticos e / ou camadas intermediárias. Eles demonstraram o comportamento de livro de RM de dois e três estados para dispositivos com dois e três Fe ₃ GeTe ₂ nanoflakes com diferentes campos coercitivos, respectivamente. Interessantemente, as válvulas de rotação totalmente metálicas exibem produtos de pequena área de resistência (~ 10 ^-4 Ω * cm ² ) e baixas densidades de corrente operacional (até 5 nA), e eles possuem configurações verticais de dois terminais, todos os quais são propriedades de grande interesse para futuras aplicações de spintrônica. Este trabalho demonstra que duas camadas ferromagnéticas sem uma camada espaçadora são suficientes para obter o efeito de válvula de spin clássico, e demonstra a superioridade das interfaces vdW.