自旋电子学研究进展

自旋电子学是上世纪 90年代以来飞速发展起来的新兴学科。与传统的半导体电子器件相比 ,自旋电子器件具有非挥发性、低功耗和高集成度等优点。电子学、光学和磁学的融合发展更有望产生出自旋场效应晶体管、自旋发光二极管、自旋共振隧道器件、THz频率光学开关、调制器、编码器、解码器及用于量子计算、量子通信等装置的新型器件 ,从而触发一场信息技术革命。文中介绍了自旋电子学的若干最新研究进展。     

半导体自旋电子学的研究与应用进展

自旋电子学是一门最新发展起来的涉及磁学、电子学以及信息学的交叉学科.自旋电子器件与普通半导体电子器件相比具有不挥发、低功耗和高集成度等优点.本文介绍了半导体自旋电子学的研究对象和内容,主要包括磁性半导体、自旋注入、自旋探测以及自旋输运等.本文综述了半导体自旋电子学目前的研究进展及其在自旋电子器件和量子信息处理中的应用.     

自旋电子学研究的最新进展

自旋极化电子的高效注入、自旋霍尔效应和自旋流的产生与探测都是目前自旋电子学中热门研究专题,世界一些著名学术刊物屡见报道。对这些重要内容的理论和实验的最新研究成果进行了介绍。通过自旋极化电子高效注入方法和材料的研究,人们期望研制出新一代自旋电子器件,进而实现应用电子自旋传输、记录和存储信息的目标。近期实验给出,自旋极化电子从铁磁金属注入半导体和金属都获得较高的极化率。各种注入方法中,自旋流直接注入法目前备受关注,因为自旋霍尔效应为自旋流的产生与探测提供了新的途径,即自旋霍尔效应可以产生自旋流,但因无霍尔电压故不容易测量;而逆自旋霍尔效应又将自旋流转化为电流,使得难以测量的自旋流又可以直接用电学方法测量。     

自旋电子学和自旋注入

自旋电子学是一门新兴的学科，利用它制造的自旋电子器件，与传统的半导体器件相比，有着非易失性，提高数据处理速度，降低能量消耗和增加集成密度等优点，从而给现有的电子业带来革命性的变化，有效的自旋注入是自旋电子学面临的重大挑战之一，文中综述了欧姆式注入，隧道注入，弹道电子注入等几种重要的自旋注入方法以及它们的最新进展。     

自旋电子学及其器件

1988年Fert与Grunberg科研小组彼此独立地在铁/铬多层膜纳米结构中发现了高达50％的磁电阻效应,从此自旋电子学诞生了.目前,自旋电子学已经发展出磁读头、磁电隔高耦合器、磁随机存储器(MRAM)、微波探测器等器件,年产值近1000亿美元.同时,通过与其它学科的结合,半导体自旋电子学、有机自旋电子学等均成为物理研究的前沿.因此,大量中外院士与专家认为自旋电子学及器件很有可能成为世界第四次产业革命的导火索.     

自旋电子学和自旋电子器件

自旋电子学是近年来发展起来的微电子学和磁学的交叉学科,主要研究自旋极化电流的注入、控制和检测。本文介绍了自旋电子学和器件的研究进展,着重讨论了自旋注入和检测的问题,分析了自旋电子器件研究的核心问题和难点。自旋电子学的研究有着重要的理论意义,自旋器件在信息科学领域也具有十分广阔的应用前景。     

稀磁半导体异质结构的自旋极化输运性质

采用格林函数方法和群速近似研究在电场、磁场作用下电子渡越稀磁半导体异质结构的自旋过滤及自旋分离的特征。研究表明具有不同自旋指向的极化电子渡越同一稀磁半导体异质结构 ,不仅隧穿几率存在着显著的差异 ,而且渡越时间的差异可达几个数量级。这种差异随着外磁场的增强而加大 ,而随外电场的增强而减小。结果意味着稀磁半导体异质结构具有很好的自旋过滤效果 ,且极化电子渡越此类结构在时间上是分离的     

电子全息在自旋电子学及半导体多量子阱材料研究中的应用

随着现代信息科学技术的发展，自旋阀、磁隧道结等自旋电子学材料及半导体量子阱等光电材料日益受到人们的关注。由于电子显微学方法在衍射、成像及谱学方面具备综合优势，近来已被广泛用于自旋电子学和量子阱光电材料研究领域，以揭示其显微结构和优异物理性能之间的内在联系。其中，普通的电子显微学方法，如透射电子显微术，特别是高分辨电子显微学等是研究这类低维超薄膜晶体结构及其界面关系的有力工具。     

自旋电子学及其器件应用

介绍了近年来自旋电子学研究概况及器件应用，并展望了半导体自旋新器件的研究和发展。     

自旋电子学、自旋电子器件及GaAs中电子自旋弛豫研究

评述了自旋电子学及自旋电子器件的发展,自旋电子器件的应用,半导体自旋电子学的研究内容及目前的研究现状．给出了我们的有关GaAs中电子自旋偏振与相干弛豫的研究结果．     

Ⅲ—V族磁半导体材料的研究与发展

Mn、Fe等过渡金属元素的Ⅲ-V族磁半导体（DMS）材料和铁磁/半导体异质结材料由于具备半导体和磁性材料的综合特性，可望广泛应用于未来的磁（自旋）电子器件，从而使传统的电子工业面临一场新的技术革命。本文将对上述研究领域进行评述。     

基于自旋电子学的太赫兹波产生方法

自旋电子学的某些物理现象,如交换型磁振子、反铁磁共振、超快自旋动力学等,其特征频率刚好处于太赫兹频段。利用相应的自旋电子学现象和原理,研究人员发现和建立了若干新型的太赫兹波产生方法,为新型太赫兹源的实现和发展提供指导方向。这些新型产生方法有:a)自旋注入产生太赫兹波;b)基于反铁磁共振的太赫兹波产生;c)基于超快自旋动力学的太赫兹波产生。理论及实验结果表明,基于自旋电子学的太赫兹产生方法具有较大的潜力,有望推动太赫兹技术的发展。     

磁电子学研究概述

简要介绍了磁电子学的基本概念、研究对象和几种重要效应 ,以及基于这些效应的几种新型器件的工作原理 ,提出了磁电子学研究中的几个前瞻性课题 ,对磁电子学的未来发展方向作了评述和展望     

Ⅲ-Ⅴ族磁半导体材料的研究与进展

Mn、Fe等过渡金属元素的 - 族稀磁半导体 ( DMS)材料和铁磁 /半导体异质结材料由于具备半导体和磁性材料的综合特性 ,可望广泛应用于未来的磁 (自旋 )电子器件 ,从而使传统的电子工业面临一场新的技术革命。本文将对上述研究领域进行评述     

自旋电子学器件研发动态

介绍了自旋电子学在电场调控载流子的自旋取向、拓扑绝缘体的材料制备和量子输运等方面的协同创新动态,以及自旋转矩二极管、自旋电子智能传感器等器件的研究进展,基于市场预测指出了自旋电子学器件的巨大发展空间。     

基于4H-SiC衬底的(SiFe)C的稀磁半导体材料制备

研究了基于4H-SiC衬底的(SiFe)C的稀磁半导体材料制备方法,不同于其他人采用的MBE或MOCVD生长的方法,用离子注入的方法进行材料制备,能够与现有的集成电路工艺相兼容,用这种方法所对应的样品的居里温度320K,高于室温,具有潜在应用的价值.在制备过程中,采用了HNH退火工艺,即退火分为三个阶段,每个阶段对应不同的退火气氛、时间和温度,XRD分析表明,每个阶段都对应不同的结晶结果.另外,对应不同的Fe离子浓度,进行了实验对比,结果表明,当x=0.051的情况下对应最高的居里温度.     

基于4H-SiC衬底的(SiFe)C的稀磁半导体材料制备

研究了基于4H-SiC衬底的(SiFe)C的稀磁半导体材料制备方法,不同于其他人采用的MBE或MOCVD生长的方法,用离子注入的方法进行材料制备,能够与现有的集成电路工艺相兼容,用这种方法所对应的样品的居里温度320K,高于室温,具有潜在应用的价值.在制备过程中,采用了HNH退火工艺,即退火分为三个阶段,每个阶段对应不同的退火气氛、时间和温度,XRD分析表明,每个阶段都对应不同的结晶结果.另外,对应不同的Fe离子浓度,进行了实验对比,结果表明,当x=0.051的情况下对应最高的居里温度.     

基于自旋阀结构的磁传感器的研究

自旋阀结构的发现为磁电子学以及磁传感器的研究揭开了新的一页。基于自旋阀结构的磁传感器由于具有灵敏度高、功耗小、高集成度等优点,因此在传感器工业中具有广泛的应用前景。本文介绍了基于自旋阀结构的磁传感器的研究方法。首先介绍了自旋阀结构及其特性,然后介绍了基于自旋阀结构的磁性薄膜的制备方法和结构优化,其次介绍了基于自旋阀薄膜的磁传感器芯片的制造工艺,最后介绍了基于惠斯通电桥结构的自旋阀磁传感器芯片。     

NiFe/Ag/NiFe纳米结自旋晶体管研究

利用直流磁控溅射工艺和掩膜技术研制出新型NiFe/Ag/NiFe全金属自旋晶体管试样。该薄膜磁阻系数ΔR/R≥9%,全金属自旋晶体管试样集电极电流变化MC>587%(常温),且其性能随基极Ag层厚度减小而增强。全金属自旋晶体管具有电流放大、存贮及逻辑电路等功能,,有望替代现有的晶体管而应用于半导体大规模集成电路。     

热稳定自旋阀磁传感器及其性能优化研究

对一种Ta/NiFeCr/CoFe/Cu/CoFe/MnIr/Ta结构的顶钉扎自旋阀进行了优化。对自旋阀各层材料在整个结构中所起的作用进行了分析,并通过实验,研究自旋阀中每一层的厚度对磁电阻变化率(MR)的影响。最终得到了在80℃下磁电阻变化率高达10.5%的GMR自旋阀。