Electrical injection and detection of spin accumulation in Ge at room temperature
我们将自旋极化电子从Fe/MgO隧道势垒接触注入到n型Ge（001）衬底中，电子密度为2 e16 < n <8 e17 cm-3，并使用三端Hanle测量电检测所产生的自旋积累。我们观察到显着的自旋积累在Ge到室温。我们观察到旋进退相的自旋积累（Hanle效应）在一个外加磁场的正向和反向偏置（自旋提取和注入），并确定自旋寿命和相应的扩散长度的温度为225 K至300 K。随着电子浓度的降低，室温自旋寿命从τs = 50 ps增加到123 ps，这与体锗的电子自旋共振工作所预期的一致。测量的自旋电阻面积产品是在良好的协议与理论预测的值与载流子密度低于金属-绝缘体转变（MIT）的样品，但100倍以上的MIT的样品。这些数据表明，测量的自旋积累发生在Ge中，虽然掺杂剂衍生的界面或带态可能会提高MIT以上的测量的自旋电压。我们估计Ge中的极化在1%的量级上。
2012-02-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin rectification induced by dynamical Hanle effect
研究了铁磁共振条件下铁磁/双层膜中自旋积累对含时磁场的动态响应。在该系统中，由微波驱动的磁化进动通过自旋泵浦在超导层中产生直流（dc）和交流（ac）自旋积累。交流自旋积累耦合的微波磁场通过一个动态的汉勒自旋进动，引起整流自旋积累可与直流自旋积累直接产生的自旋泵。
2013-09-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin accumulation in ferromagnets
利用有效作用量的密度矩阵公式，我们得到了一组描述非均匀铁磁体中自旋积累的宏观方程。我们给出了一个新的自旋电流的表达式，它扩展了以前的工作，考虑到铁磁态的对称性，通过仔细处理之间的交换项的传导电子和磁化，即d-电子。我们考虑一个简单的应用程序，这已经讨论过，并表明，在这种情况下，自旋积累是一个接口的影响，确认早期的结果通过不同的方法。
2004-07-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Spin accumulation in degenerate semiconductors near modified Schottky contact with ferromagnets
我们研究自旋输运在正向和反向偏置铁磁金属和简并半导体之间的界面附近的δ掺杂层在相对较低的温度下的结。结果表明，界面附近半导体中电子的自旋极化强度Pn随正向电流和反向电流的增加而增加，并在一定的电流下达到饱和，而自旋注入系数Gamma随反向电流的增加而增加，随正向电流的增加而减小.本文分析了简并半导体与铁磁体界面附近电子有效自旋极化的条件。我们比较了自旋极化电子在简并半导体中的积累在低温下与在非简并半导体中在相对较高的室温下。
2005-04-21 cond-mat.mtrl-sci
Perspectives of Electrically generated spin currents in ferromagnetic materials
自旋-轨道耦合使得电荷电流能够产生自旋电流，反之亦然，这在非易失性磁存储器、微型微波振荡器、热电转换器和太赫兹器件中有应用。在过去的二十年里，大量的研究集中在不同类型的超导材料中的电自旋电流产生。然而，在铁磁材料中产生电自旋电流只是最近才被积极研究。由于额外的对称性破缺的磁化，铁磁材料产生的自旋电流与不同的取向的自旋方向从那些观察到的磁性材料。研究集中在铁磁体，自旋轨道耦合在运输中发挥重要作用，开辟了新的可能性，产生和检测自旋电流。我们总结了这一主题的最新进展，并讨论了这个新兴领域尚未回答的问题。
2019-06-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Nonlocal Electronic Spin Detection, Spin Accumulation and the Spin Hall effect
近年来，电自旋注入和探测已成为自旋电子学中一个活跃的研究领域。通常通过铁磁源实现顺磁材料中的自旋注入，而分别通过第二铁磁体或倒数自旋霍尔效应检测感应的自旋累积或相关的自旋电流。本文综述了这一课题的现状，描述了最近的进展和公认的结果。重点是实验技术和成就，带来了重要的进展，自旋现象和可能的技术应用。这些进展包括，除其他外，在各种材料，如金属，半导体和石墨烯的自旋扩散和旋进的表征，作为偏置电压的函数的隧穿电子的自旋极化的确定，以及在具有纯自旋电流的纳米级铁磁颗粒中实现磁化反转。
2009-11-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Effect of the magnetic domain structure in the ferromagnetic contact on spin accumulation in silicon
我们发现外延CoFe接触中的磁畴结构对Si中的自旋积累信号有显著的影响。通过在CoFe接触中引入由Si沟道中的横向自旋输运引起的畴壁，可以看到自旋累积信号的明显降低。CoFe接触中的畴壁在很大程度上影响自旋信号的自旋寿命和偏置电流依赖性。这些结果表明，不考虑接触中的畴结构的自旋相关性质的估计导致不可忽略的误差在三端Hanle效应测量。
2012-10-02 cond-mat.mtrl-sci
Electrical Spin Injection in Multi-Wall carbon NanoTubes with transparent ferromagnetic contacts
我们报告电自旋注入测量多壁碳纳米管。我们使用具有x $\approx$ 0.7的铁磁合金Pd $_{1-x}$ Ni $_{x}$，其允许获得在300 $K$下具有低至5.6 $kΩ$的电阻的器件。低于100 $kΩ$的器件电阻在300 $K$时的产率约为50%。我们在2 $K$测量由于铁磁引线的磁化反转引起的滞后磁阻。反平行（AP）取向和平行（P）取向的电阻之间的相对差为约2%。
2004-12-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electrical measurement of the Spin Hall Effect isotropy in a ferromagnet
本研究利用侧向自旋阀电学测量 NiCu 和 NiPd 在铁磁与顺磁相的自旋霍尔效应各向异性，发现铁磁有序并未导致自旋电荷相互转换的显著各向异性。
2023-06-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Bias current dependence of spin accumulation signals in a silicon channel detected by a Schottky tunnel contact
我们研究了铁磁-硅界面自旋积累的电学检测，这可以通过测量三端横向器件中的Hanle效应来验证。所使用的器件结构由半导体Si沟道和高质量肖特基隧道接触组成。在低电流偏置区，Hanle效应曲线仅在正向偏压条件下观察到。这可以认为正向偏置接触的电可检测性高于反向偏置接触的电可检测性。这是可能的证据检测自旋极化的电子中产生的Si通道。
2011-07-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electrical detection of spin accumulation in a p-type GaAs quantum well
我们报告的实验中，自旋极化电流注入到一个$GaAs$量子阱通过一个AlAs的障碍从$GaMnAs$铁磁电极。通过测量电流如何隧穿到第二个$GaMnAs$铁磁电极来检测GaAs阱中产生的自旋极化，该电流取决于其磁化方向。我们的结果可以解释$GaAs$阱中化学势的非弛豫自旋分裂，即自旋积累。我们讨论了在GaAs中的空穴自旋弛豫时间的条件，需要获得我们观察到的大的效果。
2002-11-27 cond-mat.mtrl-sci
Electrical manipulation of a ferromagnet by an antiferromagnet
我们证明了反铁磁体可以用于铁磁体的高效电操纵。在我们的研究中，我们使用的电检测技术的铁磁共振驱动的面内交流电流在NiFe/IrMn双层。在室温下，我们观察到反阻尼类自旋力矩作用于NiFe铁磁体，产生的面内电流驱动通过IrMn反铁磁体。一个大的增强的扭矩，其特征在于超过大多数重过渡金属的有效自旋霍尔角，与NiFe/IrMn界面处的交换偏置场的存在相关。它强调，除了强的自旋-轨道耦合，IrMn中的反铁磁秩序支配所观察到的现象。
2015-09-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electrical spin injection from ferromagnet into an InAs heterostructures through MgO tunnel barrier
我们研究了从Ni_（81）Fe_（19）到InAs量子阱中通过MgO隧穿势垒的电自旋注入，并将其应用于InAs基自旋场效应晶体管。在非局域和局域自旋阀装置中检测到注入的自旋极化电流，并分析了自旋扩散长度和自旋注入效率。在1.4K下，非局域条件下的自旋扩散长度为1.6 μm。Ni_（81）Fe_（19）/MgO/InAs样品的自旋极化率为6.9%，而热处理后样品的自旋极化率提高了8.9%。
2013-04-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Local electrical characterization of resonant magnetization motion in a single ferromagnetic sub-micrometer particle in lateral geometry
在这篇文章中，在一个单一的亚微米和多终端的铁磁结构的横向几何结构的磁化运动的详细表征是在GHz的制度，使用直接直流表征技术。我们证明了Stoner-Wohlfarth模型对大长径比磁性纳米结构的适用性。应用该模型的实验数据，我们能够提取相关的磁化运动参数，并显示高频感应电流和局部磁化之间的相关性。此外，直流电压产生的结构在谐振，与外部磁场下的形状各向异性轴的角度，是由该模型解释。
2010-12-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tunnel-barrier-enhanced dc voltage signals induced by magnetization dynamics in magnetic tunnel junctions
我们从理论上研究了最近观察到的磁性隧道结中磁化旋进产生的隧道势垒增强的直流电压信号。当自旋泵被高的隧穿阻抗抑制时，两个互补的过程预计将导致铁磁体（F）中相当大的电压产生|绝缘子（一）|正常金属（N）和F |I| F结，其中一个铁磁体被共振激发。F |I| F系统中的磁动力学引起鲁棒的电荷泵浦，转化为开路中的电压。此外，在一个单一的铁磁层的动态发展纵向自旋积累内的铁磁体。然后，隧道势垒充当非侵入式探针，将自旋累积转换为可测量的电压。所提出的机制都没有受到自旋弛豫的影响，自旋弛豫通常在指数慢隧穿速率的尺度上是快的。然而，纵向自旋积累的建立，是非常敏感的自旋弛豫图片的唯象成分。
2008-08-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electrically induced angular momentum flow between separated ferromagnets
本文提出并实验验证了一种在抗磁衬底上分离铁磁金属条之间通过电激发和电检测实现微米尺度长程角动量输运的新概念，分离了磁振子贡献，为不依赖磁性绝缘体的磁振子器件奠定基础。
2023-11-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Anisotropic Electrical Spin Injection in Ferromagnetic Semiconductor Heterostructures
在垂直偏置的（Ga，Mn）As基自旋偏振光发光二极管中观察到平行于和垂直于电荷输运的自旋输运效率的14倍各向异性。自旋极化是通过测量电致发光的极化从（In，Ga）As量子阱放置在距离d（20至420 nm）低于p型铁磁（Ga，Mn）As接触。此外，随着d减小，平行于生长方向的收集，测量到偏振从0.5%单调增加到7%，而垂直方向的面内偏振（~0.5%）保持不变。
2002-01-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Inelastic electron tunneling spectroscopy of local "spin accumulation" devices
我们调查的起源，所谓的“自旋积累”信号中观察到的本地“三端”（3 T）测量铁磁/绝缘体/n-Si隧道结使用非弹性电子隧穿光谱（IETS）。电压偏置和磁场依赖的IET谱被发现占主导地位的贡献3 T磁阻信号，从而表明它产生于非弹性隧穿通过杂质和缺陷在结界面和势垒内，而不是从自旋积累由于纯弹性隧穿到体硅如先前已假设。
2014-05-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electrical Detection of Direct and Alternating Spin Current Injected from a Ferromagnetic Insulator into a Ferromagnetic Metal
我们报告室温下电检测自旋注入从铁磁绝缘体（YIG）到铁磁金属（坡莫合金，Py）。静态和旋进自旋极化的非平衡自旋动态产生的YIG磁化的铁磁共振，并通过Py作为直流和交流自旋电流，分别电检测。直流自旋电流通过Py的逆自旋霍尔效应电检测，而交流自旋电流通过Py的自旋整流效应转换为直流电压，该自旋整流效应通过交流自旋电流和Py磁化之间的动态交换相互作用而共振增强。我们的研究结果揭示了一个新的路径发展绝缘体自旋电子学，这是不同于流行的，但有争议的方法，使用铂作为自旋电流探测器。
2013-10-17 cond-mat.mtrl-sci
Spin accumulation in forward-biased MnAs/GaAs Schottky diodes
我们描述了一种在半导体中电产生自旋极化的新方法。相反，自旋注入的电子隧穿通过反向偏置的肖特基势垒，我们观察到自旋积累在金属/半导体界面的正偏置铁磁肖特基二极管，这是一致的自旋相关的反射关闭接口的理论。时空克尔显微镜被用来成像电子自旋和由此产生的动态核极化，所产生的非平衡载流子极化。
2004-01-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electrical detection of magnetization reversal without auxiliary magnets
基于各向异性磁阻的第一代磁性随机存取存储器需要磁场来进行写入和读取。现代的全电读/写存储器使用非相对论自旋输运将存储磁性层与参考铁磁体连接。最近的研究集中在不需要参考铁磁体的相对论自旋力矩对磁矩的电操纵上。在这里，我们报告的观测对应的磁阻效应，在这样一个相对论系统，使我们能够电气检测的符号磁化没有辅助磁场或铁磁体。我们观察到的效果在一个几何形状中，其中的单轴（Ga，Mn）As外延层的磁化设置为平行或反平行的电流诱导的非平衡自旋极化的载流子。在我们的结构中，当电流密度为$10^6$ A cm $^{-2}$时，线性电流磁电阻达到0.2%.
2015-06-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electrical Spin Injection in a Ferromagnetic / Tunnel Barrier/ Semiconductor Heterostructure
我们证明了实验的电弹道电子自旋注入从铁磁金属/隧道势垒接触到半导体III-V族异质结构。我们引入倾斜汉勒效应技术来可靠地光学测量注入的自旋极化程度。在CoFe /Al_2 O_3/ GaAs /（Al，Ga）As异质结中，我们在80 K下观察到超过8%的注入自旋极化。
2001-10-11 cond-mat.mtrl-sci
Electrical resistivity across the tricriticality in itinerant ferromagnet
通过电阻率测量研究了UCo 1-x Rux Al化合物在三临界点附近的不连续铁磁相图。UCo0.995Ru0.005Al在常压下和UCo0.990Ru0.010Al在0.2GPa下的相分离和铁磁性在0.4GPa下的消失被证实。电阻率随温度变化的指数在0.2GPa时由费米液体转变为非费米液体，在0.4GPa时达到最小值。我们的结果进行了比较，得到的结果上的纯UCoAl和解释不同的指数。
2017-10-02 cond-mat.mtrl-sci
Electrically switchable valley polarization, spin/valley filter, and valve effects in transition-metal dichalcogenide monolayers interfaced with two-dimensional ferromagnetic semiconductors
过渡金属二硫属化物单层中的电子谷驱动新的物理学，并允许设计多功能架构的应用。我们建议通过能带工程来操纵这些系统中的自旋/谷滤波器和阀器件的电子谷。在我们的策略中，电子谷直接耦合到二维铁磁体的自旋极化态，而不是在以前的研究中广泛使用的磁邻近效应。我们发现，这种耦合的结果在谷选择性的间隙开放，由于自旋动量锁定在过渡金属二硫属化物单层。这种物理现象引起了各种意想不到的电子性质和现象，包括半金属性，电可切换的谷极化，自旋/谷过滤器和阀效应的过渡金属二硫属化物单层。基于第一性原理计算，我们在MoTe $_2$/CoCl $_2$和CoCl $_2$/MoTe $_2$/CoCl $_2$ van der Waals异质结中进一步证明了我们的想法.因此，我们的研究提供了一种新概念器件的过渡金属二硫属化物单分子膜的电子谷工程的方法。
2021-11-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electrical Detection of Spin Transport in Lateral Ferromagnet-Semiconductor Devices
半导体自旋电子学研究的一个长期目标是在单个器件中注入、调制和检测电子自旋的能力。一个简单的原型由一个横向半导体通道和两个铁磁接触组成，其中一个作为自旋极化电子的源，另一个作为检测器。基于在类似金属系统中的工作，出现了两个重要的标准来证明自旋输运的电检测。第一个是使用非本地铁磁检测器的非平衡自旋布居的测量，其中没有电荷电流流过。检测电极处的电势应当对检测器和源电极的相对磁化敏感，这一特性被称为自旋阀效应。第二个和更严格的测试是Hanle效应的存在，Hanle效应是由于横向磁场中的进动和失相而引起的自旋阀信号的调制和抑制。在这里，我们报告的观察自旋阀和汉勒效应的横向器件组成的外延铁肖特基隧道势垒接触的n-掺杂GaAs沟道。横向磁场，温度和接触分离的依赖性是在良好的协议与模型，将自旋漂移和扩散。自旋输运检测的两个方向的电流通过源电极。发现电检测信号的符号随注入电流而变化，并且与通过光学测量确定的GaAs通道中的自旋极化相关。因此，这些结果证明了在横向半导体器件中用于自旋注入、输运和检测的全电方案。
2006-12-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electrical manipulation of magnetic domain structure in van der Waals ferromagnetic Fe$_3$GaTe$_2$ using ferroelectric PMN-PT single crystal
本研究通过在铁电PMN-PT衬底上集成范德华铁磁体Fe$_3$GaTe$_2$，实现了电场诱导的磁电耦合，显著降低了矫顽力并动态重构磁畴结构，为低功耗多功能磁性器件开发奠定基础。
2025-08-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Selectively controlled ferromagnets by electric fields in van der Waals ferromagnetic heterojunctions
电荷转移在异质结构的界面处起着关键作用，它可以影响电子结构，并最终影响材料的物理性质。然而，一旦界面形成，电荷转移就难以在外部操纵。在这里，我们报告的Fe 3GeTe 2/Cr2 Ge 2 Te 6/Fe 3GeTe 2全磁范德华异质结构，它可以被用来选择性地修改顶部或底部Fe 3GeTe 2电极的磁性能的电可调电荷转移。从金属Fe 3GeTe 2到半导体Cr2 Ge 2 Te 6的定向电荷转移显著地改变了Fe 3GeTe 2的磁各向异性能，导致显著抑制的双折射率。在这项研究中所展示的铁磁体的电选择性控制可以刺激基于范德华磁体的自旋电子器件的发展。
2022-07-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin-dependent tunneling and Coulomb blockade in ferromagnetic nanoparticles
本文综述了含铁磁纳米粒子系统中自旋相关隧穿现象的研究。我们讨论了组装纳米粒子的制备方法以及自旋相关输运性质的机制和结果。这篇综述的重点是特征自旋相关的隧穿现象，如增强隧道磁电阻（TMR），由于在库仑阻塞制度和隧道磁电阻的符号变化，由于在纳米粒子的自旋积累。
2007-09-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electrical switching of an antiferromagnet
路易斯·尼尔在他的诺贝尔奖演讲中指出，虽然从理论的角度来看，反铁磁体是丰富和有趣的，但似乎没有任何应用。事实上，单个原子上磁矩的交替方向和由此产生的零净磁化强度使得反铁磁体很难用铁磁体中常见的工具来控制。值得注意的是，尼尔在他的演讲中提供了关键，正如我们在这里所展示的，它使我们能够通过类似于那些为铁磁自旋电子学应用的发展铺平道路的电子手段来控制反铁磁体。尼尔指出的关键是反铁磁体和铁磁体的等效效应是磁矩的偶函数。基于偶矩相对论输运现象，我们演示了室温下两个稳定的配置之间的电开关与电读出反铁磁CuMnAs薄膜设备。我们的磁存储器对磁场扰动不敏感且不产生任何扰动，这说明了反铁磁体在自旋电子学中的独特优点。
2015-07-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Even-odd effects in magnetoresistance of ferromagnetic domain walls
铁磁体中自旋的多数带和少数带的态密度的差异改变了沿畴的静电势，从而在畴边界处引入了电势的不连续性。不连续性的值随着区域的数目而振荡。不连续性取决于畴壁的位置、畴壁在外加磁场中的运动或畴壁的塌陷。大值的磁电阻解释自旋积累。我们提出了一种新型的畴壁在纳米线的巡回铁磁体，其中的磁化矢量的变化没有旋转。假设自旋弛豫长度L_S足够大，则横向磁化分量的缺失允许相当大的自旋积累。
2002-08-23 cond-mat.mtrl-sci
Electrically Controlled Magnetic Memory and Programmable Logic based on Graphene/Ferromagnet Hybrid Structures
结果表明，石墨烯/铁磁体混合结构的交换偏置场的电学效应与巨磁阻效应的结合，揭示了一种新的非易失性磁性随机存取存储器件的概念。在这种器件中，电偏置代替具有高能耗的远程字线的磁场来实现位的写入。施加到自由铁磁体的不同侧的两个石墨烯介导的交换偏置场的相互作用导致取决于结构的具体实现的可编程逻辑操作。
2009-01-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Magnetoresistance in Mn pyrochlore: electrical transport in a low carrier density ferromagnet
我们讨论了低密度电子气中的磁输运耦合自旋涨落附近和以上的铁磁转变。如果密度足够低（$n \lesssim 1/ξ^{3}(T)$，其中$ξ(T)$是铁磁相关长度），自旋极化子在高于$T_c$的中间温度范围内形成。无论是在自旋极化子制度，并在巡游制度接近$T_c$，磁阻是大的。我们建议，这提供了一个很好的模型“的”烧绿石Tl $_{2-x}$ Sc $_x$ Mn $_2$ O $_7$中的磁阻，从根本上不同于钙钛矿锰氧化物，如La $_{1-x}$ Sr $_x$ MnO $_3$的机制。
1997-08-08 cond-mat.mtrl-sci
Disentangling relativistic spin torques in a ferromagnet/semiconductor bilayer
最近发现的相对论自旋力矩的横向电流在铁磁/顺磁界面诱导的新一代电控磁存储器件的候选自旋电子技术。唯象地，力矩有场的和反阻尼的分量，具有不同的对称性。在显微镜下，它们被认为有两种可能的起源。在一幅图中，顺磁体中通过相对论自旋霍尔效应（SHE）产生的自旋电流被铁磁体吸收并引起自旋转移矩（STT）。在另一幅图中，通过相对论逆自旋电流效应（ISGE）产生非平衡自旋密度，并在铁磁体中诱导自旋轨道矩（SOT）。从顺磁半导体的早期观察来看，SHE和ISGE被称为伴随现象，它们都可以允许在同一结构中电对齐自旋。实验上解开SHE和ISGE的贡献对于我们理解铁磁/顺磁界面自旋力矩的基本物理性质是至关重要的。为了实现这一目标，我们准备了一个外延过渡金属铁磁体/超导顺磁体单晶结构，并进行了室温矢量分析的相对论自旋力矩的全电铁磁共振（FMR）技术的装置。通过设计，在我们的结构中，类场转矩由基于ISGE的机制控制，而类抗阻尼转矩由基于SHE的机制控制
2015-02-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin charge conversion in Rashba split ferromagnetic interfaces
我们在这里从理论和实验上表明，一个Rashba分裂的电子状态内的铁磁体可以有效地转换成一个动态的自旋积累电压。这种效应被理解为源于Rashba分裂，但具有与磁化方向相关的对称性。它是通过在CoFeB/MgO结构中的自旋泵浦实验测量的，其中发现当Pt取代MgO时，它与起作用的逆自旋霍尔效应一样有效，具有不影响铁磁体中的阻尼的额外优点。
2021-03-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Enhancement of the Spin Accumulation at the Interface Between a Spin-Polarized Tunnel Junction and a Semiconductor
本文报道了Co/Al $_2$ O $_3$ /GaAs界面的自旋注入实验。在0.34 nA的电流密度下，横向磁场的施加在界面处引起高达1.2 mV的大电压降$ΔV$。$μm^{-2}$。这表示自旋累积信号的急剧增加，远高于通过铁磁体/半导体界面的自旋注入的理论预测。这样的增强是一致的顺序隧穿过程通过位于附近的Al $_2$ O $_3$ /GaAs界面的局域态。对于自旋极化载流子，这些状态充当自旋寿命大的累积层。一个模型，考虑到自旋寿命和逃逸隧穿时间的载流子旅行回到铁磁接触准确再现的实验结果。
2011-10-04 cond-mat.mtrl-sci
Damage accumulation induced metal-insulator transition through ion implantation of ScN thin films
PPRIME Institute, CNRS, Université de Poitiers–ENSMA（普雷米研究所，法国国家科学研究中心，普瓦捷大学-国立高等机械工程学院）；Inorganic Chemistry, Department of Chemistry - Ångström, Uppsala University（乌普萨拉大学Ångström化学系无机化学）；Thin Film Physics Division, Department of Physics, Chemistry and Biology (IFM), Linköping University（林雪平大学物理、化学和生物学学院薄膜物理分部）
通过离子注入诱导ScN薄膜损伤积累，揭示了低剂量和高剂量下不同缺陷生成机制，以及缺陷景观对金属-绝缘体转变和局域化强度的影响。
2026-02-06 cond-mat.mtrl-sci
Electrical property of Half Metallic Ferromagnet Pr0.95Mn0.939O3
半金属铁磁化合物（HMF）在自旋电子学中具有潜在的应用前景。根据理论研究，HMF是其中传导机制是由于一种类型的自旋状态（向上或向下）的那些材料。能带理论强有力地预言了镨（Pr）基过渡金属化合物（TMC）是HMF，其电学性质是Pr和TMC离子的4f和3d轨道贡献的结果。因此，研究了球磨辅助烧结法制备Pr0.95Mn0.939O3。用X射线衍射技术对所制备的化合物进行了物相确认。相对于温度的阻抗分析表明相对于温度的电导率的下降趋势，确认样品的半导体行为。这可能是由于稀土（Pr）和过渡金属化合物（Mn）的4f和3d轨道相互作用的结果。
2018-09-27 cond-mat.mtrl-sci
Velocity of domain-wall motion induced by electrical current in a ferromagnetic semiconductor (Ga,Mn)As
在垂直磁各向异性的（Ga，Mn）As中，利用磁光克尔效应观测到了电流感生畴壁运动，其速度跨越5个数量级，最高可达22 m/s。的数据被用来验证自旋转移的Slonczewski机制，以及在畴壁区域的自旋翻转过渡所产生的扭矩的理论。在低电流畴壁蠕变的证据被发现。
2006-01-23 cond-mat.mtrl-sci
Electrical detection of ferromagnetic resonance in ferromagnet/n-GaAs heterostructures by tunneling anisotropic magnetoresistance
在$\mathit{n-}$ GaAs（001）表面外延生长的单层铁磁层样品中，我们观察到了铁磁共振（FMR）的直流电压峰值。FMR峰被检测为具有对称线形的界面电压，并且存在于基于各种FM/ $n$ -GaAs异质结构的样品中，包括Co $_{2}$ MnSi/ $n$ -GaAs、Co $_{2}$ FeSi/ $n$ -GaAs和Fe/ $n$ -GaAs。我们表明，界面偏置电压依赖的FMR信号是相同的隧道各向异性磁电阻（TAMR）在大部分的偏置范围。此外，我们展示了如何旋进磁化产生直流FMR信号通过TAMR效应和如何TAMR现象可以用来预测的FMR信号的角度依赖性。这种TAMR诱导的FMR峰可以在不存在自旋累积并且半导体中没有自旋极化电流流动的条件下观察到。
2014-08-25 cond-mat.mtrl-sci
Comment: "Electrical injection and detection of spin accumulation in silicon at 500 K with magnetic metal / silicon dioxide contacts" [Nature Commun. 2:245 doi:10.1038/ncomms125 (2011)]
在最近的一篇出版物中，我们使用三端几何结构中的铁磁金属/ SiO2隧道势垒接触，在高达500 K的温度下演示了n型硅中的电自旋注入和检测（Nature Commun. 2：245 doi：10.1038/ncomms125（2011））。在将我们测量的自旋电压信号与理论预测的值进行比较时，我们遵循Tran等人的分析（Phys. Rev. Lett. 102，036601（2009）），并且无意中传播了其中发现的错误。正如他们在最近的勘误表（arXiv：0810.4770v2）中所指出的，对于自旋扩散长度LSD远小于接触宽度或沟道厚度（我们的实验情况）的样品，自旋电阻面积乘积的正确表达式由乘积{gamma}^2 {rho} LSD给出，其中{gamma}是隧穿自旋极化，{rho}是半导体输运沟道的电阻率。通过这种校正，我们测量的自旋电压比理论预测的要大得多，而不是像我们所说的那样很好地一致。我们强调，我们的论文的基本结论是相同的-系统的电子自旋寿命随着电子密度的增加而减少，这表明自旋积累在Si沟道中，而不是在界面态中。我们进一步表明，所测量的自旋寿命基本上是独立的隧道势垒材料（SiO2，Al 2 O3，MgO）或所使用的磁性金属（Fe，CoFe，NiFe），表明明确的相关性所测量的自旋寿命与Si的字符，并与隧道势垒/界面或磁性金属的相关性不大。
2011-10-07 cond-mat.mtrl-sci
All electrical manipulation of magnetization dynamics in a ferromagnet by antiferromagnets with anisotropic spin Hall effects
利用直流偏置电流调谐的自旋矩铁磁共振研究了金属CuAu-I型反铁磁体的自旋轨道矩。所观察到的自旋力矩主要来自自旋霍尔效应产生的自旋电流的扩散输运。通过研究外延样品，我们发现了自旋力矩的生长取向依赖性，这可能与自旋霍尔效应的各向异性有关。观察到的各向异性是一致的第一性原理计算的内在自旋霍尔效应。我们的工作证明了磁有序材料中的大的可调自旋轨道效应。
2015-09-21 cond-mat.mtrl-sci
Magnetoresistance in Hybrid Pt/CoFe2O4 Bilayers Controlled by Competing Spin Accumulation and Interfacial Chemical Reconstruction
纯自旋电流有望成为能量友好的自旋电子学。它们可以由沿着具有大自旋轨道耦合的非磁性金属的电荷流产生。它在其表面产生自旋累积，可由相邻铁磁层的磁化控制。通常使用的顺磁性金属接近铁磁不稳定性，因此磁邻近效应可以有助于观察到的角相关磁阻（ADMR）。由于界面现象支配着金属/铁磁绝缘体异质结构的自旋电导，解开这些不同的贡献是充分理解自旋电流电导的关键。我们在这里报告的X射线吸收和磁性圆二色性（XMCD）在Pt-M和（Co，Fe）-L的吸收边和原子分辨能量损失电子能谱（EELS）的数据Pt/CoFe 2 O 4双层膜CoFe 2 O 4层已被Pt在不同温度下生长。结果表明，ADMR的差异显着，无论是主导的自旋霍尔磁阻（SMR）相关的自旋霍尔效应或各向异性磁阻（AMR）。的XMCD和EELS数据表明，在室温下生长的Pt层不显示任何磁矩，而在较高的温度下生长时，它是磁性的，由于界面Pt-（Co，Fe）合金化。这些结果允许解开自旋积累界面化学重建和定制的角度依赖磁阻。
2018-03-07 cond-mat.mtrl-sci
Electrical Control of the Exchange Bias Effect at Model Ferromagnet-Altermagnet Junctions
本文基于电子平均场计算，揭示了铁磁体-交变磁体界面处由交变磁表面现象引起的交换偏置效应及其物理机制，实现了对其强度的定量控制，并预测了奇特的电场诱导现象。
2025-05-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Anomalous Hall magnetoresistance in a ferromagnet
在时间反演对称性破缺的导电铁磁体中观察到的反常霍尔效应，为铁磁体中电子的自旋和轨道自由度耦合提供了可能性。除了电荷之外，反常的霍尔效应还导致在垂直于电流和磁化方向的表面处的自旋累积。在这里，我们的实验表明，自旋积累，随后的自旋回流，和自旋电荷转换可以引起一个不同类型的自旋电流相关的磁阻，这里称为异常霍尔磁阻，它具有相同的角度依赖最近发现的自旋霍尔磁阻。在共溅射的（Fe_（1-x）Mn_x）_（0.6）Pt_（0.4）、Fe_（1-x）Mn_x和Pt多层膜、Fe_（1-x）Mn_x（x = 0.17 ~ 0.65）和Fe四种样品中观察到了反常的霍尔磁电阻效应，并用漂移扩散模型进行了分析。我们的结果提供了一个替代路线，研究铁磁体中的电荷自旋转换，并利用它为潜在的自旋电子学应用。
2018-06-08 cond-mat.mtrl-sci
Effect of Impurities and Effective Masses on Spin-Dependent Electrical Transport in Ferromagnet-Normal Metal-Ferromagnet Hybrid Junctions
在双带模型的基础上，研究了铁磁-正常金属-铁磁结中杂质和有效质量对自旋相关输运的影响。结果表明，两个铁磁电极中的杂质和电子有效质量对电导的行为有显著的影响，即都对电导的振荡幅度、周期以及共振峰的位置有很大的影响。杂质的存在抑制了电导的振幅，使自旋阀效应不明显，但在一定条件下，可以观察到明显的杂质诱导共振隧穿现象。杂质和有效质量都能导致结磁电阻（JMR）随入射能量和正常金属厚度的非单调振荡。还观察到，两个铁磁电极中的电子的有效质量差越小，JMR的振幅越大。
2002-10-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Spin pumping as a generic probe for linear spin fluctuations: demonstration with ferromagnetic and antiferromagnetic orders, metallic and insulating electrical states
我们研究了自旋注入自旋泵从自旋注入器（镍铁）到自旋阱检测自旋涨落的自旋阱。通过扫描几个磁转变的有序温度，我们发现，由于自旋涨落增强自旋泵适用于几个有序状态：铁磁（Tb）和反铁磁（NiO，NiFeOx，BiFeO3，交换偏置和非偏置IrMn）。结果还代表系统的实验研究支持的效果是独立的金属和绝缘性质的自旋阱，并观察是否自旋电流探针涉及电子或磁振子运输，促进材料表征和工程自旋电子应用的进展。
2019-01-11 cond-mat.mtrl-sci
Bias-controlled sensitivity of ferromagnet/semiconductor electrical spin detectors
使用Fe/GaAs肖特基隧道势垒作为电自旋探测器，我们表明，它们的自旋检测灵敏度的幅度和符号可以广泛地调整与跨越Fe/GaAs界面施加的电压偏置。实验和理论证实，这种可调谐性不仅来源于隧穿电导$G_{\uparrow,\downarrow}$（界面的性质）的偏压依赖性，而且来源于半导体中电场的偏压依赖性，这可以显著地增强或抑制自旋检测灵敏度。因此，可以使GaAs中具有固定极化的电子在自旋检测器处引起正或负电压变化，并且与零偏置自旋检测的通常情况相比，某些检测器的灵敏度可以提高十倍以上。
2009-07-21 cond-mat.mtrl-sci
The electrical conductivity of cubic (In$_{1-x}$Ga$_x$)$_2$O$_3$ films ($x\le0.18$): Native point defects, Sn-doping, and the surface electron accumulation layer
本文研究 Ga 合金化对 In$_2$O$_3$-Ga$_2$O$_3$ 薄膜电导的影响，发现本征缺陷使电子密度意外增加且表面电子积累层保持存在，并展示了一种带隙更宽的 Sn 掺杂单晶透明导电氧化物。
2021-09-27 cond-mat.mtrl-sci
Efficient nonlinear room-temperature spin injection from ferromagnets into semiconductors through a modified Schottky barrier
我们提出了一个从铁磁体（FM）到半导体（S）自旋注入的自洽微观理论。描述了电子通过带有重掺杂界面S层的改进FM-S肖特基势垒的隧穿和发射。我们计算了这种反向偏置FM-S结的非线性自旋选择特性、非线性I-V特性、电流饱和和自旋积累。我们发现，自旋极化的电流，自旋密度，和穿透长度增加的总电流，直到饱和。我们发现最有效的自旋注入的条件，这是相反的结果，以前的作品，因为本理论建议使用轻掺杂电阻半导体。结果表明，在室温和低电流密度下，非简并高阻半导体中电流和电子的最大自旋极化（自旋积累）可以接近100%。
2004-08-16 cond-mat.mtrl-sci
Spin accumulation detection of FMR driven spin pumping in silicon-based metal-oxide-semiconductor heterostructures
使用自旋霍尔效应及其逆效应来电检测和操纵经由铁磁共振（FMR）驱动的自旋泵浦产生的动态自旋电流，使得能够研究这些动态注入的电流穿过各种各样的铁磁材料。然而，虽然这种方法已被证明是探索自旋泵浦过程的宝贵诊断方法，但它需要强的自旋-轨道耦合，因此基本上限制了可用于检测器/通道材料（主要是Pt、W和Ta）的材料基础。在这里，我们报告FMR驱动的自旋泵到一个弱的自旋轨道通道通过测量的自旋积累电压在Si基金属氧化物半导体（MOS）异质结构。这种替代的实验方法，使调查的动态自旋泵在广泛的一类材料具有弱的自旋轨道耦合和长的自旋寿命，同时提供额外的信息，通过Hanle为基础的测量的有效自旋寿命的相位演化的注入自旋系综。
2013-11-05 cond-mat.mtrl-sci
Continuous Electrical Manipulation of Magnetic Anisotropy and Spin Flopping in van der Waals Ferromagnetic Devices
控制铁磁材料的磁各向异性在磁开关器件和自旋电子学应用中起着关键作用。具有不同磁各向异性几何形状（面内或面外方向）的自旋-轨道扭矩器件的示例已经被证明具有用于扩展器件功能的新型磁化切换机制。通常，铁磁材料中的内禀磁各向异性在固定方向内是不变的，因此，难以实现多功能器件。因此，铁磁材料中的磁各向异性的连续调制是高度期望的，但仍然具有挑战性。在这里，我们证明了一个门可调的磁各向异性转变，从出平面倾斜，并最终在层状Fe $_5$ GeTe $_2$通过结合测量的角度依赖的异常霍尔效应和磁光克尔效应与定量Stoner-Wohlfarth分析。易磁化轴通过门控或温度调制在自旋翻转路径中连续旋转。这些观测结果为探索磁化翻转机制和实现新的自旋电子学功能提供了新的途径。
2022-11-16 cond-mat.mtrl-sci
Spin transport and accumulation in the persistent photoconductor Al$_{0.3}$Ga$_{0.7}$As
利用横向自旋输运装置测量了高Si掺杂Al_（0.3）Ga_（0.7）As中的电自旋输运和积累。持久的光电导性允许通过光掺杂原位调节沟道材料的有效载流子密度。Hanle效应的测量完成在各种载流子密度和测量产生的自旋寿命的数量级为纳秒，一个数量级小于散装GaAs。这些测量结果表明，这种方法可以用来获得自旋寿命如何依赖于载流子密度在半导体跨金属-绝缘体过渡的详细描述。
2014-02-23 cond-mat.mtrl-sci
Pressure-induced strange metal phase in a metallic kagome ferromagnet
本文通过高压电输运和磁化测量发现笼目铁磁体CrNiAs在铁磁量子临界点以上出现奇异金属相，磁场可恢复费米液体，并结合电子结构计算揭示弱色散能带可能是其T线性电阻的起源。
2025-03-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Inducing ferromagnetism and Kondo effect in platinum by paramagnetic ionic gating
自自旋电子学出现以来，需要场效应操纵电荷和自旋自由度的电可控磁性吸引了越来越多的兴趣。本文报道了在铂（Pt）薄膜中引入顺磁性离子液体（PIL）作为门控介质，实现铁磁（FM）态的可逆电开关。顺磁离子门控控制离子的运动与磁矩，诱导巡游铁磁性的Pt膜表面具有大的矫顽力和垂直各向异性模仿理想的二维Ising型FM状态。在低温下，诱导FM态的电输运表现出近藤效应，表明FM界面下存在空间分离的近藤散射。可调FM状态表明，顺磁离子门可以作为一种通用的方法，诱导丰富的输运现象相结合的场效应和磁性在PIL门控接口。
2018-04-09 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
