Spin-orbit fields in ferromagnetic metal/semiconductor junctions
从微扰理论的自旋期望值获得自旋轨道耦合值的方法是不正确的。因此，图。2和3是不正确的。
2013-02-28 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 Detection of Spin Accumulation at a Ferromagnet-Semiconductor Interface
我们表明，自旋极化电子的积累在一个正向偏置的铁和n-GaAs之间的肖特基隧道势垒可以检测到电。自旋积累导致势垒上的额外电压降，该电压降被小的横向磁场抑制，该横向磁场使半导体中的自旋去极化。电积累信号对磁场、偏置电流和温度的依赖性与自旋极化输运的漂移扩散模型的预测吻合得很好。
2006-02-04 cond-mat.mtrl-sci
High-frequency spin valve effect in ferromagnet-semiconductor-ferromagnet structure based on precession of injected spins
本文描述了一种新的磁电阻机制，它是基于自旋极化电子从铁磁体（FM）隧穿发射到半导体（S）中，以及在外加磁场作用下半导体层中电子自旋的旋进。FM-S-FM结构被认为是，其中包括非常薄的重掺杂（δ掺杂）层在FM-S接口。在某些参数下，该结构在室温下对频率高达100 GHz的场的变化高度敏感。电流随电场振荡，其相对幅度仅由较大偏置电压下FM-S结的自旋极化决定。
2004-01-12 cond-mat.mtrl-sci
Electrical spin injection and detection in lateral all-semiconductor devices
首次在单晶片、全半导体、GaAs基横向自旋电子器件中实现了自旋极化电子的电注入和探测，该器件采用p+-（Ga，Mn）As/n+-GaAs铁磁江崎二极管作为自旋对准接触。通过江崎隧穿将自旋极化空穴转换成自旋极化电子在自旋注入效率的偏置依赖性中留下了印记，其最大值达到相对高的50%。
2008-09-10 cond-mat.mtrl-sci
Influence of disorder on the ferromagnetism in diluted magnetic semiconductors
用解析方法研究了无序对稀相（III，Mn）V半导体铁磁相变的影响。小无序的制度，并提高临界温度的无序被发现在平均场近似和零温自旋刚度的分析。由于无序，铁磁有序态周围的自旋波涨落获得有限的质量。在大的载流子带宽，自旋波质量的平方变为负值，表示铁磁基态的击穿和非共线磁序的开始。
2001-09-20 cond-mat.mtrl-sci
Ferromagnet/Semiconductor/Ferromagnet Hybrid Trilayers grown using solid phase epitaxy
通过分子束外延在金属上直接生长半导体是一项困难的任务，这是由于这些类型的材料之间的结晶能存在很大差异。这方面在自旋电子学的背景下是有问题的，其中相干自旋注入必须经由弹道输运通过尖锐的界面肖特基势垒来进行。我们报告实现单晶铁磁体/半导体/铁磁体混合三层使用固相外延，与Fe 3Si，Co2 FeSi，和Ge的组合。非晶Ge在Fe_3Si上的缓慢退火导致确定为FeGe_2的结晶膜。当在Co2 FeSi上进行退火时，反射的高能电子衍射和X射线衍射表明产生了不同的结晶Ge（Co，Fe，Si）化合物，其也保持生长取向。由于两种金属的不同矫顽场和界面的质量，可以观察到Fe 3Si/FeGe 2/Co2 FeSi样品中铁磁层的独立磁化切换。这一结果是朝着实现垂直自旋选择晶体管类器件迈出的一步。
2018-06-07 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
Quantum-level control in a III-V-based ferromagnetic-semiconductor heterostructure with a GaMnAs quantum well and double barriers
我们研究了具有2.5 nm厚GaMnAs量子阱和双势垒的三端III-V基铁磁半导体异质结的自旋相关隧穿性质。我们成功地控制量子能级和调制自旋相关的电流与不同的电压连接到GaMnAs量子阱的电极。我们的研究结果将为实现三端自旋共振隧穿器件开辟新的可能性。
2009-12-17 cond-mat.mtrl-sci
Room-temperature spin injection and spin-to-charge conversion in a ferromagnetic semiconductor / topological insulator heterostructure
在室温下使用铁磁半导体的自旋注入是实现自旋功能半导体器件的构建块。然而，由于在众所周知的IV族和III-V族半导体中缺乏可靠的室温铁磁性，这是非常具有挑战性的。在这里，我们演示了室温自旋注入（Ga，Fe）Sb / BiSb异质结，其中（Ga，Fe）Sb是一个铁磁半导体（FMS）与高居里温度（TC）和BiSb是一个拓扑绝缘体（TI）的自旋泵。尽管在室温下（Ga，Fe）Sb的磁化强度非常小（45 emu/cc），但我们能够通过在具有2.5的大的反自旋霍尔角的BiSb的拓扑表面态中利用反自旋霍尔效应（ISHE）来检测来自（Ga，Fe）Sb的自旋注入。我们的研究提供了第一个演示的自旋注入以及自旋电荷转换在室温下在FMS/TI异质结构。
2021-06-10 cond-mat.mtrl-sci
Epitaxial integration of the intrinsic ferromagnetic semiconductor GdN with silicon technology
下一代自旋电子学器件的一个主要挑战是实现铁磁半导体薄膜作为自旋注入器和探测器。金属无法有效地实现自旋极化载流子注入，再加上本征铁磁半导体的稀有性，这推动了对稀磁半导体的深入研究。其中最主要的是掺杂的III-V族化合物（Ga，Mn）As。这些材料具有许多缺点;它们（i）需要远高于溶解度极限的磁离子掺杂，以及（ii）必须被空穴掺杂至高于简并极限，从而阻止对载流子浓度和电荷符号的独立控制。在这里，我们展示了第一外延生长的一个最近的特点本征铁磁半导体，GdN，在硅衬底上，提供了一个重要的一步，将新的自旋电子学功能集成到硅基技术。薄膜的特征在于它们的生长向完全放松的GdN，其载流子的密度和流动性，以及它们的磁行为。
2010-04-30 cond-mat.mtrl-sci
Interlayer and interfacial exchange coupling in ferromagnetic metal/semiconductor heterostructures
本文系统地研究了双层和三层异质结构中硬磁金属铁磁体（MnAs）和软磁铁磁半导体（GaMnAs）之间的交换耦合。MnAs/GaMnAs双层膜的交换弹簧模型解释了交换偏置场随层厚度和组分的变化。我们还提出了证据的空穴介导的层间交换耦合MnAs/p-GaAs/ \GaMnAs三层和研究的交换偏置场的间隔层的厚度上的依赖关系。
2009-10-28 cond-mat.mtrl-sci
Current-driven Magnetization Reversal in a Ferromagnetic Semiconductor (Ga,Mn)As/GaAs/(Ga,Mn)As Tunnel Junction
在30 K下，研究了铁磁半导体基（Ga，Mn）As/GaAs/（Ga，Mn）As磁性隧道结中电流驱动的磁化反转现象.在一个1.5 x 0.3 μ m^2的矩形器件上进行磁电阻测量并施加电流脉冲，结果表明，尽管p型半导体系统中存在自旋-轨道相互作用，但在1.1 - 2.2 x 10^5 A/cm^2的低临界电流密度下，磁化翻转仍会发生。可能的机制负责的效果进行了讨论。
2004-11-22 cond-mat.mtrl-sci
A ferromagnetic oxide semiconductor as spin injection electrode in magnetic tunnel junction
由室温铁磁半导体金红石Ti 1-xCoxO 2-d和铁磁金属Fe0.1Co0.9组成的磁性隧道结在15 K时表现出约11%的正隧穿磁电阻（TMR），表明Ti 1-xCoxO 2-d可以用作自旋注入电极. TMR随温度的升高而降低，在180 K以上消失。由于非晶势垒层和/或结界面的低质量，在高温下的TMR作用可能被非弹性隧穿传导所禁止。
2005-07-06 cond-mat.mtrl-sci
High Temperature Ferromagnetism in Zn1-xMnxO semiconductor thin films
在Al_2O_3和MgO衬底上生长的ZnMnO薄膜中观察到了在>400 K温度下的铁磁行为以及载流子的自旋极化。的磁性依赖于确切的Mn浓度和生长参数。在良好的特点单相薄膜，磁矩为4.8？B/Mn在350 K，最高的时刻尚未报道的任何Mn掺杂的磁性半导体。反常霍尔效应表明，载流子（电子）是自旋极化的，并参与了所观察到的铁磁行为。
2004-08-12 cond-mat.mtrl-sci
Improved Interfacial and Electrical Properties of GaSb Metal Oxide Semiconductor Devices Passivated with Acidic (NH4)2S Solution
采用酸性（NH 4）2S溶液对HfO 2/GaSb金属氧化物半导体器件进行表面钝化，可以有效地改善器件的界面和电学性能。与对照样品相比，经酸性（NH 4）2S溶液处理后的样品在频散、栅漏电流和界面陷阱密度等方面都有很大的改善。这些改进归因于酸性（NH 4）2S溶液增强了衬底的钝化，从化学机理的角度分析了这一点，并通过X射线光电子能谱学和高分辨截面透射电子显微镜证实了这一点。
2013-10-17 cond-mat.mtrl-sci
EXAFS and electrical studies of new narrow-gap semiconductors: InTe$_{1-x}$Se$_x$ and In$_{1-x}$Ga$_x$Te
利用EXAFS技术研究了In Te基固溶体中Ga、Se和Tl原子的局域环境。结果表明，所有研究的原子都是替代杂质，它们分别进入InTe结构中的In（1），Te和In（2）位置。电学测量表明，In $_{1-x}$ Ga $_x$ Te和In Te $_{1-x}$ Se $_x$固溶体分别在$x>0.24$和$x>0.15$处变为半导体.
2018-01-02 cond-mat.mtrl-sci
Epitaxial Growth of an n-type Ferromagnetic Semiconductor CdCr2Se4 on GaAs(001) and GaP(001)
本文报道了n型铁磁半导体CdCr_2Se_4在GaAs和GaP（001）衬底上的外延生长，并描述了其结构、磁性和电子性质。磁性测量数据确认铁磁顺序与居里温度为130 K，在散装材料。磁化强度表现出明显的剩磁滞后行为，面内易磁化轴的矫顽场约为125 Oe。温度相关的输运数据表明，薄膜具有半导体特性，生长时为n型，室温载流子浓度约为1 x 10^18 cm-3。
2002-05-08 cond-mat.mtrl-sci
Theory of spin-polarized transport in ferromagnet-semiconductor structures: Unified description of ballistic and diffusive transport
基于半导体中弹道输运和扩散输运的统一半经典描述，本文概述了铁磁-半导体异质结构中自旋极化电子输运的理论。目的是为研究自旋电子器件中自旋弛豫和输运机制的相互作用提供一个框架。内的（非简并）半导体的运输描述的热弹道电流，其中电子弹道运动的电场所产生的内部和外部的静电势，并在随机分布的平衡点热化。在弹道运动期间允许发生自旋弛豫。对于任意的势分布和任意的动量和自旋弛豫长度，导出了决定半导体自旋极化的自旋输运函数的积分方程。对于均匀半导体中的场驱动输运，积分方程可以转换为二阶微分方程，其推广了自旋漂移扩散方程。铁磁半导体结构中的自旋极化是通过匹配界面处的自旋分辨化学势来获得的，并允许自旋选择性界面电阻。考虑说明性的例子。
2005-06-17 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
Highly polarized injection luminescence in forward-biased ferromagnetic-semiconductor junctions at low spin polarization of current
我们考虑电子从一个双$n$型半导体（$n$ -S）隧穿到一个铁磁体（FM）通过一个非常薄的正偏肖特基势垒导致有效的提取电子自旋从一个薄的$n$ -S层附近的FM-S界面在低自旋极化的电流。我们表明，这种效果可以用于一个有效的极化辐射源中的异质结构，其中积累的自旋极化电子注入从$n$ -S和重组的量子阱中的空穴。辐射极化取决于施加到FM-S结的偏置电压。
2004-07-19 cond-mat.mtrl-sci
Ferromagnetic Semiconductors and Spintronic Devices
该研究聚焦铁磁半导体在自旋电子器件中的核心作用，探究其独特性质、自旋调控进展及在下一代半导体技术中的集成潜力。
2024-01-31 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Spin Gain Transistor in Ferromagnetic Semiconductors: the Semiconductor Bloch Equations Approach
提出了自旋增益晶体管的工作原理和方案：大的未磁化电流产生足够的铁磁转变的密度;小的磁化电流引发自发磁化;大的磁化电流被提取。因此，预计自旋增益将超过1000。用半导体布洛赫方程描述了库仑交换作用下自旋的集体动力学。
2003-12-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Intrinsic Curie temperature bistability in ferromagnetic semiconductor resonant tunneling diodes
我们预测了具有稀释铁磁半导体量子阱的双势垒共振隧穿结构的居里温度-电压特性的双稳态。我们的结论是基于静电学和弹道量子输运的模拟结合平均场论描述的铁磁性在稀磁半导体。
2005-05-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Optical Investigation of Electrical Spin Injection into Semiconductors
本文详细介绍了作者在比利时IMEC期间所做的研究工作。本文讨论了低温和室温下铁磁金属/半导体界面上高相干电子自旋输运的实验验证。
2004-06-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Ferromagnetic and random spin ordering in diluted magnetic semiconductors
在稀磁半导体系统中，磁性杂质之间的交换相互作用有两个独立的分量：直接反铁磁相互作用和由载流子介导的铁磁相互作用。取决于系统参数，系统的基态可以是铁磁有序的或随机有序的。在本文中，我们使用逾渗理论找到铁磁转变温度和分离铁磁相和价键玻璃相的量子临界点的位置。
2004-07-08 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Phase diagram of a ferromagnetic semiconductor. The origin of superparamagnetism
该研究以长程交换作用的随机Ising自旋系统为铁磁半导体理论模型，用态密度法解析得到宽温区和磁场下的磁化率与热容，揭示了低临界场下有限系统的超顺磁起源，并探讨了其复杂相结构。
2023-12-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Effects of Disorder on Ferromagnetism in Diluted Magnetic Semiconductors
我们提出了一个数值平均场处理相互作用的自旋和载流子在掺杂稀磁半导体，其中考虑到在这些合金系统中存在的位置无序的结果。无序被发现，以提高铁磁转变温度显着的金属密度不太远的金属-绝缘体过渡。同时，铁磁相被发现具有非常不寻常的磁化强度的温度依赖性，以及作为无序的结果的比热。不寻常的自旋和电荷输运的暗示。
2001-09-03 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Half-Metallic Ferromagnets and Spin Gapless Semiconductors
简要回顾了半金属铁磁体（HMF）和自旋无隙半导体（SGS）的实验和理论研究。电阻率和磁阻率的数据。讨论了电子-磁振子散射引起的非准粒子态在输运性质中的重要作用。HMF中的低温电阻率问题被处理的单磁振子和双磁振子散射过程。
2019-02-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
All-electrical control of single ion spins in a semiconductor
提出了一种全电初始化、控制和读出半导体单离子自旋的方法。GaAs中的Mn离子就是一个自然的例子。在离子的基态中，Mn核自旋磁矩反平行于来自GaAs宿主的束缚价空穴的自旋和轨道磁矩锁定。离子自旋的直接电操纵是可能的，因为电场操纵空穴的轨道波函数，并且通过自旋-轨道耦合，自旋也被重新定向。耦合两个或更多个离子自旋可以使用电子门来控制半导体表面附近的价空穴波函数的大小来实现。单独的离子自旋的相干操纵和经由电子门的离子自旋的受控耦合的这种提议可以在极高密度信息存储和可缩放的相干或量子信息处理中找到应用。
2006-09-05 cond-mat.mtrl-sci quant-ph
The enhancement of ferromagnetism in uniaxially stressed diluted magnetic semiconductors
本文提出了一种新的p型稀磁半导体铁磁相变温度$T_c$提高的机制。我们的预测是基于海森伯（固有的立方晶格的无畸变DMS）和伊辛（可适用于足够强的应力DMS）模型的比较研究，在随机场近似允许考虑到自旋-自旋相互作用的空间不均匀性。相图计算表明，伊辛模型中DMS-铁磁性存在的参数范围比海森堡模型中的大得多。
2003-04-01 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Bias voltage controlled magnetization switch in ferromagnetic semiconductor resonant tunneling diodes
我们预测，居里温度的铁磁共振隧穿二极管会突然下降，约2倍，当下游的化学势低于量子阱共振能量。这个属性如下从基本量子输运理论的概念结合了平均场描述的稀磁半导体铁磁性。我们说明了这种效果，通过求解耦合非平衡格林函数，磁平均场，和静电泊松方程自洽预测的偏置电压和温度依赖的模型系统的磁化强度。
2004-10-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
The suppression of Curie temperature by Sr doping in diluted ferromagnetic semiconductor (La1-xSrx)(Zn1-yMny)AsO
（La 1-xSrx）（Zn 1-yMny）AsO是一种二维稀磁半导体，具有电荷和自旋解耦掺杂的优点。Sr ~（2+）取代La ~（3+）和Mn ~（2+）取代Zn ~（2+）分别引入空穴载流子和自旋。这一优势使我们能够调查的影响，载流子掺杂的铁磁有序状态，通过控制Sr浓度在（La 1-xSrx）（Zn 0.9Mn 0.1）AsO。10%Sr掺杂导致TC ~ 30 K以下的铁磁有序。增加Sr浓度到30%严重抑制居里温度和饱和时刻。中子散射测量表明，（La0.9Sr0.1）（Zn0.9Mn0.1）AsO在300 K以下没有发生结构转变。
2014-06-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Growth and characterization of n-type electron-induced ferromagnetic semiconductor (In,Fe)As
我们表明，通过引入等电子铁（Fe）磁性杂质和铍（Be）双施主原子到InAs中，它是可能的生长的n型铁磁半导体（FMS）的铁磁性控制能力的Fe和独立的载流子掺杂的低温分子束外延。我们证明，（In，Fe）As掺杂电子的行为作为一个n型电子诱导FMS。这一成果为实现新型自旋器件（如自旋发光二极管或自旋场效应晶体管）开辟了道路，并有助于理解FMS中载流子介导的铁磁性机制。
2012-09-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Current induced electron spin polarization in strained semiconductors
利用静态和时间分辨的法拉第旋转，在应变半导体中观察到电流引起的传导电子自旋的极化。电极化自旋的密度、寿命和取向率的特征在于光学和电学方法的组合。此外，利用光电导开关产生的电脉冲研究了电流诱导自旋的动力学。这些结果表明，不使用磁性材料的半导体自旋电子器件的自旋源的可能性。
2004-03-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Clustering in disordered ferromagnets: The Curie temperature in diluted magnetic semiconductors
我们从理论上研究了杂质关联和磁团簇效应对稀磁半导体（如$\textrm{Ga}_{1-x}\textrm{Mn}_{x}\textrm{As}$）中长程铁磁有序的影响，采用了解析方法和直接的蒙特卡罗模拟。我们得到的铁磁转变温度$T_{c}$，它成为渐近精确的强无序，高度稀释（即小$x$）制度的解析公式。我们建立了杂质相关性对$T_{c}$只有很小的影响，中性相关的随机无序产生名义上最高的$T_{c}$。我们发现，铁磁顺序接近从高温顺磁侧通过一个随机的磁聚簇现象与逾渗转变的情况。
2006-02-22 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
DFT calculations of magnetic anisotropy energy for GeMnTe ferromagnetic semiconductor
利用完全相对论赝势的OpenMX软件包，对稀磁半导体GeMnTe的磁各向异性能进行了密度泛函理论计算.给出了空穴浓度和磁性离子邻域对磁各向异性能的影响。分析了磁各向异性的微观机制，特别讨论了自旋轨道耦合、自旋极化和电子密度的空间变化在磁各向异性中的作用。计算结果与GeMnTe（111）菱面体薄膜垂直磁各向异性的实验观察相一致。
2015-05-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Exchange bias of a ferromagnetic semiconductor by a ferromagnetic metal
我们证明了一个交换偏置（Ga，Mn）作为诱导的反铁磁耦合到一个薄的覆盖层的Fe。观察到的偏置场高达240 Oe。使用特定元素的X射线磁性圆二色性测量，我们区分强交换耦合（Ga，Mn）As界面层除了偏置的（Ga，Mn）As膜的大部分。界面层在室温下保持极化。
2010-01-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Into the Origin of Electrical Conductivity for the Metal-Semiconductor Junction at the Atomic Level
基于金属-半导体（M-S）结的器件通常用于各种电子器件中。它们的电性能由相对于所使用的半导体的金属相性质限定。在这里，我们做了一个深入调查的起源M-S结在原子尺度上通过研究的性质AuIn 2纳米电极形成在InP（001）表面上的原位电学测量结合详细的调查原子分辨结构的支持下，其局部电学性质的第一性原理计算。我们发现，同一金属相相对于半导体结构的不同晶向通过金属费米能级的细微变化和影响界面处带边的移动，强烈地影响M-S结的整流特性。这最终改变了欧姆型和肖特基型之间的导电性状态。在设计基于M-S结的电子器件时，必须考虑晶体取向的影响。
2021-09-13 cond-mat.mes-hall 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
Recent Progress in III-V based ferromagnetic semiconductors: Band structure, Fermi level, and tunneling transport
基于自旋的电子学或自旋电子学是一个新兴的领域，我们试图利用自旋自由度以及材料和器件中的电荷输运。虽然基于金属的自旋器件，如磁场传感器和使用巨磁阻和隧穿磁阻的磁阻随机存取存储器，已经投入实际使用，但基于磁阻的自旋电子学具有更大的扩展潜力，因为它与现有的半导体技术具有良好的兼容性。迄今为止，已经提出并探索了许多具有实用功能的基于自旋电子学的自旋电子器件。为了实现这些器件和功能，我们肯定需要同时具有半导体和铁磁体特性的合适材料。铁磁半导体（FMS）是含有磁性原子如Mn和Fe的合金半导体，是用于该目的的最有前途的一类材料，因此在过去二十年中得到了深入研究。在这里，我们回顾了最典型的III-V基FMS，p型（GaMn）As，及其异质结的研究的最新进展，重点是隧穿输运，费米能级和能带结构。此外，我们涵盖了一个新的n型FMS，（InFe）As，它显示出电子感生铁磁性的性质。这些具有锌-钒晶体结构的FMS材料显示出与良好开发的III-V异质结构和器件的优异兼容性。
2013-11-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
All Oxide Ferromagnet/Semiconductor Epitaxial Heterostructures
基于氧化物的铁磁体/半导体异质结构为自旋电子学提供了实质性的优势。我们用脉冲激光沉积法在ZnO（0001）和Al_2 O_3（0001）衬底上生长了（111）取向的Fe_3 O_4薄膜和Fe_3 O_4/ZnO异质结构。高品质的结晶膜与马赛克蔓延小至0.03度，尖锐的接口，和均方根表面粗糙度为0.3纳米。磁化强度测量表明，具有3.2 μ B/f. u的饱和磁化强度的磁铁矿层的明确的铁磁行为。30万我们的研究结果表明，Fe 3 O 4/ZnO系统是一个有趣的和有前途的候选人实现多功能异质结构。
2008-08-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Iron-based n-type electron-induced ferromagnetic semiconductor
载流子诱导铁磁半导体（FMS）已经被深入研究了几十年，因为它们具有传统金属材料无法实现的新功能。其中包括通过电选通或光照射控制磁性的能力，同时充分继承了半导体材料的优势，如能带工程。然而，原型FMS，如（In，Mn）As或（Ga，Mn）As，总是p型的，这使得它很难在实际的自旋器件中使用。这是因为这些材料中的锰（Mn）原子作为局部磁矩和受主起作用，为载流子介导的铁磁性提供空穴。在这里，我们表明，通过引入铁（Fe）到InAs中，它是可能的制造一个新的FMS的能力，控制铁磁性的Fe和独立的载流子掺杂。尽管普遍认为四面体Fe-As键是反铁磁的，我们证明了（In，Fe）As掺杂电子的行为是n型电子诱导的FMS，几十年来半导体自旋电子学的一块缺失。这一成就为实现新型自旋器件（如自旋发光二极管或自旋场效应晶体管）开辟了道路，并有助于理解FMS中载流子介导的铁磁性机制。
2011-10-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Itinerant spin polaron and metallic ferromagnetism in semiconductor moiré superlattices
理论上预测半导体莫尔超晶格的莫特绝缘体在窄莫尔能带半填充上下掺杂时分别存在巡游自旋极化子与金属铁磁性，且自旋极化子可通过电荷隙随磁场依赖关系的扭折直接识别。
2023-06-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
(Sr,Na)(Zn,Mn)2As2: A new diluted ferromagnetic semiconductor with the hexagonal CaAl2Si2 type structure
报道了一种新的稀磁半导体（Sr，Na）（Zn，Mn）_2As_2，它通过Sr/Na和Zn/Mn替代分别实现了电荷和自旋的解耦，区别于传统的（Ga，Mn）As同时实现了电荷和自旋的解耦.与最近报道的铁磁性（Ba，K）（Zn，Mn）2As 2不同，该材料结晶为六方CaAl 2Si 2型结构。居里温度高达20 K的铁磁性已观察到从磁化。μ子自旋弛豫测量表明，这个新系统的Mn时刻之间的交换相互作用可能是不同的早期DMS系统。该系统为研究稀磁半导体的铁磁性提供了重要手段。
2014-11-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other cond-mat.str-el
