在传统合金材料中，相邻晶格之间较强的耦合通常导致需要较强的外磁场来翻转磁矩方向。然而，在二维磁性材料中，由于范德瓦尔斯结构，层间交换耦合通常较弱，使用磁场、应力、电场等方式就可以实现耦合类型的调控。

近日，北京航空航天大学韩江朝博士、林晓阳副教授和赵巍胜教授等人采用密度泛函理论和非平衡格林函数相结合的方法研究了 FeCl₂ 薄膜磁特性以及其范德瓦尔斯器件的自旋输运特性。

该工作发现了 FeCl₂ 薄膜的基态始终保持层间反铁磁和层内铁磁耦合特性，与层间的堆垛次序、相对位移无关，在高可靠信息存储方面具有巨大的应用潜力。计算表明，相比石墨电极的器件，具有 Au 电极的器件由于界面接触好和本征电子特性改变小，拥有优异的电导特性。Au/双层 FeCl₂/Au 器件展现了高性能磁存储器件所需的突出特性：较大的隧穿磁阻、较小的电阻面积乘积、垂直磁各向异性。

上述研究结果为下一代低功耗自旋电子器件的研发提供了理论指导和启示。该成果以 “Large tunneling magnetoresistance in van der Waals magnetic tunnel junctions based on FeCl₂ films with interlayer antiferromagnetic couplings”（《层间反铁磁耦合范德瓦尔斯隧道结的隧穿磁阻效应研究》）为题，发表在英国皇家学会期刊Nanoscale  上，并入选为期刊封底文章。

本文共同第一作者，现为北京航空航天大学集成电路科学与工程学院博士生，师从赵巍胜教授和林晓阳副教授，主要从事高性能自旋器件及第一性原理计算相关研究，以第一作者身份在 IEEE Electron Device Letters 发表论文 1 篇，已授权专利 1 项。