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半导体自旋电子学的研究与应用进展 总被引:1,自引:0,他引:1
简单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、磁性/半导体复合结构、非磁性半导体量子阱和纳米结构中的自旋现象,以及半导体的自旋注入等.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. 相似文献
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法国的AlbertFert教授与德国的Peter Grtinberg因在纳米多层膜的磁性结构中发现巨磁电阻效应(GMR)而荣获2007年度的诺贝尔物理学奖,电子具有电荷与自旋2个自由度,在传统的电子学中,仅仅是电荷被电场调控,称之为电荷为基的电子学,而GMR效应的发现开拓了有效地控制自旋制备新颖电子器件的基础,自旋电子学可定义为以自旋为基的电子学,其中自旋在器件中起着核心的作用。目前,自旋电子学效应已呈现出丰富多彩的重要的技术上的应用,自旋电子学是十分重要的具有战略意义的研究领域,列入发达国家重点支持的计划中。从物理学的观点来看,过去的世纪属于电荷的世纪,那么未来的世纪可能属于自旋的世纪。 相似文献
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巨磁电阻效应的发现开拓了磁电子学的新领域,20世纪90年代,磁电子学到了迅速的发展,并在实际应用方面取得了显著的经济效益与巨大的社会效益,本世纪初,研究重点已转移到新的半导体自旋电子学方向,并取得了重要进展。本文结合作者率领的科研组的研究工作,阐述了从磁电子学材料到半导体自旋电子学材料的发展概况,其中,重点介绍了稀磁半导体材料的研究进展。 相似文献
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本文考虑了界面自旋翻转效应后对有限尺寸的铁磁体/非磁性半导体/铁磁体异质结中的自旋注入问题进行了系统的理论探讨.由于自旋在两种介质界面上发生的翻转散射,自旋极化流的每一个分量在界面上都不可能连续.计算结果表明,当自旋注入效率从0增加到100%的过程中,铁磁体/非磁性半导体/铁磁体异质结的隧穿磁阻增大了两个数量级.这一事实证明界面的自旋翻转效应直接影响着铁磁体/非磁性半导体/铁磁体异质结的隧穿磁阻. 相似文献
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基于密度泛函理论的第一性原理方法,对闪锌矿结构CrTe和CrTe/ZnTe(001)异质结的电子结构和自旋极化输运性质进行了计算研究。结果表明,CrTe是一种很好的半金属铁磁体,具有4.00μB/分子的磁矩和很大的半金属隙(0.84eV)。计算得到的电流-电压曲线显示CrTe/ZnTe(001)异质结具有优良的自旋二极管效应,因此,CrTe在自旋电子器件中应该有一定的应用。并从能带理论角度解释了CrTe/ZnTe(001)异质结中产生自旋二极管效应的机理。 相似文献
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钙钛矿锰酸盐(La2/3Sr1/3MnO3)基异质结由于存在强自旋轨道耦合作用、高温铁磁性、强金属导电性以及丰富的氧八面体变化等特点,近年来在氧化物自旋电子学、拓扑电子态以及磁存储功能材料等应用方面备受关注.本综述主要针对锰酸盐异质结中磁各向异性变化,及其在氧化物自旋电子学器件中可能的应用进行了及时系统的总结.首先,本文简要介绍了锰酸盐异质结中的热点研究内容以及本文的出发点;其次,介绍了利用应变和衬底取向对锰酸盐异质结磁各向异性的调控;再次,重点介绍了界面耦合效应、氧八面体旋转、对称性破缺等新型界面工程手段对磁各向异性的调控;最后,介绍了电场调控磁各向异性的可逆变化方法,并总结了一些新型调控磁各向异性的手段.本综述将有效推动锰氧化物中磁各向异性的进一步研究,并且为锰氧化物在高效磁存储器件中的应用指明方向. 相似文献
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在Heisenberg模型的基础上,计入垂直于膜面的磁场,考虑表面各向异性场情况下,精确求解了简立方结构双层异质铁磁薄膜中的自旋波低能量子本征值问题.又在此基础上加上平行于膜面方向的交变磁场,应用量子理论严格推导了两层异质铁磁耦合薄膜中的自旋波共振激发,并在不同表面条件下计算了各种形式的自旋波共振谱.结果表明:1)共振峰强度与交变场振幅的平方成正比,与本征态中单个自旋反转对应的几率幅的模的平方成正比,即自旋波共振的平方律关系;2)由于表面各向异性场对不同形式的自旋波激发谱都产生影响,从而也影响自旋波的共振谱. 相似文献
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当前的微电子器件主要是通过控制半导体中载流子的电荷来存储、处理和传输信息,电子的自旋自由度长期在这些应用中被忽略。自旋电子学主要是研究与载流子的自旋相关的各种现象和效应,为在微电子器件中集成这些自旋效应,产生各种更新更强的功能的自旋器件奠定基础。有机半导体材料由于自旋轨道作用和超精细作用很弱,自旋扩散长度被认为很长,因而是一种具有很强应用潜力的自旋电子材料。最近,我们研究组首次成功的在低温下,以有机材料Alq_3作为中间层,La_(2/3)Sr_(1/3)MnO_3(LSMO)和Co分别作为两个电极的三明治结构中,低温下获得了高达40%的巨磁电阻效应。磁电阻随有机材料厚度的增加指数衰减,根据修正后的Jullierre模型,自旋扩散长度估计为约45nm。另外,巨磁电阻效应随温度的升高而降低,在温度较高时,样品除了有巨磁电阻效应之外,还明显表现出一种物理机理完全不同的高场磁电阻效应,电阻随磁场的增加而持续降低。为了进一步研究这种高场磁电阻效应的物理机理,我们制备了仅有一个铁磁性电极的有机发光二极管LSMO/有机/Al器件,实验结果表明高场磁阻效应与有机材料和制备方法无关,同时,发光器件的电致发光效应随磁场的增大而... 相似文献
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