半导体中的自旋注入方法研究

自旋电子学的研究是目前凝聚态物理、信息科学及新材料等诸多领域共同关注的热点,相关的自旋电子器件在信息产业中具有非常诱人的应用前景。自旋注入半导体是实现半导体自旋电子器件最基本的条件,也是目前制约器件开发应用的关键问题。本文以磁性材料/半导体结构的电学注入为主,从半导体中自旋极化的产生、自旋极化源性质、自旋注入原理、半导体材料性质等方面,介绍半导体中的自旋注入方法及其研究进展。     

自旋器件中的自旋动力学:微波领域应用的新兴科学

自旋电子学指通过控制和利用电子自旋(而不是电荷)获得一系列新颖性能的研究领域。自旋电子器件已经成功地应用于计算机硬盘驱动器和磁性随机存储器,对IT行业的发展产生了深远的影响。这些应用都是基于自旋极化传输效应,即具有固定自旋取向的电子穿过磁性异质结所发生的相关效应。目前,在将微波和自旋极化传输联系起来的自旋器件中的自旋动力学研究,为研制尺寸远远小于微波波长的新型微波器件提供了巨大的潜能。在这篇综述中,首先简单地介绍了自旋器件的概念;接着研究了微波实验来研究自旋电子器件的微波辅助翻转和自旋泵浦现象。前者将能够开发出高密度的计算机硬盘,而后者,结合直接电子检测技术,将能够实现小型化的无源微波探测器。     

隐失波横自旋的若干物理性质研究

该文对隐失波横自旋展开了一些新的研究,得到以下结果：1)获得横自旋的量子化形式;2)从统一的观点来看,横自旋归因于隐失波等效静止质量的存在;3)横自旋同样可以采用光子场的自旋矩阵来描述;4)对于真空中的自由光场而言,只有其传播方向上的自旋投影才是可观测量,而隐失场由于存在等效的静止质量,它在其他方向上的自旋投影也可以是可观测量,因此可以类比于自旋电子学,发展一门新的学科,即自旋光子学。     

硼氮掺杂对锯齿型硅烯纳米带器件中 自旋输运的调控

采用密度泛函理论和非平衡格林函数方法,研究了硼和氮原子单独掺杂对锯齿型硅烯纳米带器件中自旋输运行为的调控作用。研究发现硼和氮原子都是掺杂在锯齿型硅烯纳米带的边缘最稳定。硼和氮原子的掺杂区域对器件的自旋输运性质起着关键作用:当掺杂在器件的散射区时,可发现微小的自旋劈裂现象;但是当掺杂在电极区时,会出现较明显的自旋劈裂现象,相应的自旋过滤效率可高达100%。     

阶梯型量子线中电子自旋极化输运性质的研究

采用递归格林函数法研究了含Rashba自旋轨道耦合效应的阶梯型量子线中电子自旋极化输运性质.结果表明由于多阶梯结构量子线的纵向不对称性和Rashba自旋轨道耦合效应产生的势阱导致系统中出现了准束缚态,它与连续态耦合,从而使系统电导出现了Fano共振结构.进一步研究发现,随着共振腔长度的增加,系统电导的共振峰数目会增加,幅度也会增强.与单阶结构相比,多阶结构的极化电流更大,并且在特定能量区间出现了若干条禁带.这些效应说明所研究的体系有可能能用来设计自旋电子器件.     

电场对OLED中自旋极化载流子输运的影响

为了明确有机电致发光器件(OLED)双极自旋注入中电场的影响,从漂移扩散方程和载流子浓度连续性方程出发,结合泊松方程得出了注入载流子运动的微分方程,计算了自旋极化载流子浓度和自旋扩散长度的关系,讨论了电场对自旋扩散长度的影响.计算结果表明:电场通过改变自旋扩散长度来影响自旋极化载流子的运动.对电子来说,电场方向和扩散方向相同时,电场增大会导致自旋扩散长度减小,扩散变快,电子深入样品的平均距离小,不利于在有限厚度薄膜中获得高自旋极化率;电场方向和扩散方向相反时,电场越大,自旋扩散长度越大.有利于获得高自旋极化率.对空穴来说,情况正好相反.还讨论了电场对双极白旋极化注入的影响.     

周期性Dresselhaus量子线的开关效应

利用转移矩阵法计算了含周期性Dresselhaus自旋轨道耦合量子线中电子的透射率.结果表明周期性的Dresselhaus自旋轨道耦合会使透射率产生一定宽度的能隙,通过调节自旋轨道耦合强度或者周期单元中两区域的比例长度可以控制能隙的宽度.进一步研究表明当电子入射的能量在能隙范围内的时候,电子被禁止通过,而在能隙外时,电子可以通过,从而实现"关"和"开"的状态.这些效应说明所研究的体系也许能用来设计纳米电子器件.     

国内首个80nm自旋转移矩——磁随机存储器芯片器件制备成功

正北京航空航天大学与中国科学院微电子研究所的研究人员联合制备出了国内首个80nm自旋转移矩—磁随机存储器芯片(STTMRAM)器件。据介绍,STT-MRAM是一种极具应用潜力的新型存储器解决方案,由于采用了大量的新材料、新结构,加工制备难度极大。当前,     

包含两个内禀自旋的狄拉克方程

作者找到了一个狄拉克方程的新表象，在这个表象中，除含普通空间的自旋，还把第二内禀自旋自然地包含于方程之中，这个第二内禀自旋应该就是同位旋，并且，这个方程包含了更多的对称性，可能为解决强相互作用问题找到一条新的途径。     

对称磁性三明治结构中的界面自旋波及其存在条件

研究了对称性三明治结构中的界面自旋波的本征值问题，特别是获得了严格的和完全解析的界面自旋波存在的充要条件。