Efficient Electrical Spin Injection from a Magnetic Metal / Tunnel Barrier Contact into a Semiconductor
我们报道了从铁磁金属接触到半导体发光二极管结构的电自旋注入，注入效率为30%，持续到室温。在Fe/AlGaAs界面处形成的肖特基势垒为反向偏压下的自旋极化电子的注入提供了天然的隧道势垒。这些载流子辐射复合，发射圆偏振光，并且与光学和载流子自旋偏振相关的量子选择规则提供了注入效率的定量的、与模型无关的测量。这表明，自旋注入接触可以使用广泛采用的接触方法形成，为自旋输运集成到半导体加工技术中提供了一个现成的途径。
2002-01-28 cond-mat.mtrl-sci
Effect of interfacial strain on spin injection and spin polarization of Co2CrAl/NaNbO3/Co2CrAl magnetic tunneling junction
采用第一性原理计算研究了半金属全Heusler合金Co2CrAl和铁电钙钛矿NaNbO3组成的磁性隧道结中界面应变对自旋注入和自旋极化的影响.在非平衡格林函数技术的框架内计算了自旋相关的相干隧穿。自旋极化和隧道磁电阻（TMR）都受到界面应变的影响，但它们对压应变和张应变的响应是不同的。由于界面原子之间的耦合较强，在压应变下，整个界面的自旋极化完全保留，而拉伸应变显著增强界面态，并导致自旋极化和TMR的大幅下降。
2012-04-03 cond-mat.mtrl-sci
InGaN/GaN Tunnel Junctions For Hole Injection in GaN Light Emitting Diodes
使用等离子体辅助分子束外延在InGaN/GAN蓝色（450 nm）发光二极管晶片的顶部上生长InGaN/GAN隧道结接触。隧道结接触实现了低扩展电阻n-GaN顶部接触层，从而在表面上需要较少的顶部金属接触覆盖。在100 mA时，隧道结LED的压降为5.3 V，正向电阻为2 × 10-2 Ω cm ~ 2，光输出功率较高。在GAN PN结器件上的MBE生长隧道结中测量到5 × 10-4欧姆cm 2的低电阻，表明隧道结LED器件电阻受再生长界面限制，而不受本征隧穿电阻限制。
2014-03-16 cond-mat.mtrl-sci
Detection of electrical spin injection by light-emitting diodes in top- and side-emission configuration
检测装配有自旋注入接触件（自旋LED）的发光二极管的电致发光的圆偏振度允许直接确定注入载流子的自旋偏振。在这里，我们比较了顶部发射配置和侧面发射配置中配备（Zn、Be、Mn）Se自旋注入器的（Al、Ga）As自旋LED的检测效率。与顶发射相比，从电致发光的圆偏振度分析，我们不能检测到侧发射中的电自旋注入。为了减少侧面发射中量子阱激子的共振光泵浦，我们分析了台面尺寸小至1微米的结构。
2003-02-24 cond-mat.mtrl-sci
Electrical spin injection from an organic-based ferrimagnet in a hybrid organic/inorganic heterostructure
报道了从有机室温铁磁半导体V[TCNE]x（x~2，TCNE：四氰基乙烯; TC ~ 400 K，EG ~ 0.5 eV，s ~ 10-2 S/cm）中成功提取自旋极化电流，并将其注入GaAs/AlGaAs发光二极管（LED）。自旋电流跟踪V[TCNE]x~2的磁化强度，具有弱的温度依赖性，并表现出重空穴/轻空穴不对称性。这一结果对室温自旋电子学和使用无机材料探测有机和分子系统中的自旋物理学具有影响。
2011-03-16 cond-mat.mtrl-sci
Direct Measurement of Auger Electrons Emitted from a Semiconductor Light-Emitting Diode under Electrical Injection: Identification of the Dominant Mechanism for Efficiency Droop
本文报道了用电子发射光谱法在电注入下从掺杂的InGaN/GAN发光二极管（LED）中清晰地探测到俄歇电子。测量电子发射光谱作为注入器件的电流的函数。与观察到的电致发光效率下降同时出现的高能电子峰表明，通过俄歇过程在有源区（InGaN量子阱）中产生热载流子。在高能量发射的电子电流和“下垂电流”-用于光发射的注入电流的缺失分量之间测量线性相关性。我们认为GAN LED中的下垂现象源于俄歇过程的激发。
2013-04-19 cond-mat.mtrl-sci
Efficient spin injection through a crystalline AlOx tunnel barrier prepared by the oxidation of an ultra-thin Al epitaxial layer on GaAs
我们报告说，超薄，后氧化铝外延生长在AlGaAs表面工程作为一个高品质的隧道势垒自旋注入从铁磁金属到半导体。本发明的氧化方法的关键点之一是在不氧化Al/AlGaAs界面附近的AlGaAs区域的情况下形成结晶AlOx模板层。氧化的Al层不是无定形的，而是显示出令人联想到尖晶石γ-AlOx相的明确的单晶特征。由Fe层、结晶AlOx阻挡层和AlGaAs-InGaAs双异质结构组成的自旋LED在Fe层的剩余磁化状态下表现出圆偏振的圆偏振电致发光，圆偏振为P_{EL} = 0.145，表明相对高的自旋注入效率（λ = 2 P_{EL} / P_{Fe}）为0.63。
2013-06-25 cond-mat.mtrl-sci
Electrical spin injection and detection in Germanium using three terminal geometry
在这封信中，我们报告成功的电自旋注入和检测\textit{n}型绝缘体上锗（GOI）使用Co/Py/Al $_{2}$ O $_{3}$自旋注入器和3端非本地测量。我们观察到一个增强的自旋积累信号的顺序为1毫电子伏的顺序隧穿过程通过界面状态附近的Al $_{2}$ O $_{3}$ /Ge接口。该自旋信号在高达220 K时可进一步观察到。此外，强的\textit{inverted} Hanle效应的存在表明，注入自旋受到界面粗糙度引起的随机场的影响。
2011-07-18 cond-mat.mtrl-sci
Electrical spin injection into InGaAs/GaAs quantum wells: a comparison between MgO tunnel barriers grown by sputtering and molecular beam epitaxy methods
利用CoFeB/MgO自旋注入器实现了InGaAs/GaAs量子阱发光二极管的有效自旋注入。织构MgO隧道势垒层的制备采用溅射和分子束外延两种不同的工艺。两种方法的最大自旋注入效率相当。此外，退火的效果也研究了这两种类型的样品。两种样品显示出相同的趋势：随着退火温度的升高，电致发光圆偏振（Pc）增加，随后超过350°C退火，Pc饱和。由于Pc的增加开始低于整个CoFeB块体层的结晶温度，这种趋势可能主要是由于在顶部CoFeB/MgO界面的化学结构的改善。研究表明，CoFeB/MgO界面的控制对半导体的最佳自旋注入至关重要。
2020-04-07 cond-mat.mtrl-sci
Electrical Spin Injection into Silicon using MgO Tunnel Barrier
利用非局域磁电阻测量技术，我们观察到了自旋通过Fe/MgO隧道势垒注入硅中。在绝缘体上掺磷硅衬底上制备了具有横向自旋阀结构的Fe/MgO隧道势垒接触。在非定域方案中，在120 K下观察到自旋注入信号，这是迄今为止报道的Si中带转移自旋的最高值，并且在8 K下估计自旋扩散长度约为2.25 μ m。研究了非局域电压的温度依赖性和注入电流依赖性。阐明了MgO隧道势垒对自旋注入硅是有效的。
2009-05-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Polarity control of carrier injection at ferroelectric/metal interfaces for electrically switchable diode and photovoltaic effects
研究了Pt/BiFeO3/SrRuO3薄膜电容器的开关铁电二极管效应及其物理机制。我们的电测量结果支持，附近的Pt/BiFeO3界面生长的样品，有缺陷的层（可能是一个富氧空位层）成为形成和干扰载流子注入。因此，我们使用了一个电气培训过程，以获得铁电控制的二极管极性，通过改变极化方向，使用外部偏置，我们可以切换正向和反向二极管之间的传输特性。我们的系统的特点是与一个矩形的极化磁滞回线，我们证实了二极管的极性切换发生在铁电矫顽电压。此外，我们观察到的二极管的极性和相关的光伏响应依赖于铁电畴配置的同时切换。我们的详细研究表明，极化电荷可以影响铁电/金属界面处的肖特基势垒，导致界面载流子注入的调制。极化调制载流子注入的量可以影响空间电荷限制的体电流-电压（J-V）行为从欧姆（即，J~V）到非线性（即，J~V ^n，其中n为\geq 2）。体导电和极化调制载流子注入的这种组合解释了铁电电容器中可开关二极管效应的详细物理机制。
2011-08-16 cond-mat.mtrl-sci
Theory of electrical spin injection: Tunnel contacts as a solution of the conductivity mismatch problem
提出了铁磁金属向正常导体注入电自旋的理论。我们发现，隧道接触（T）可以显着增加自旋注入和解决的FM金属和半导体微结构的电导率失配的问题。我们还提出了明确的表达式的自旋阀电阻的FM-T-N-和FM-T-N-T-FM结与隧道接触的接口，并表明，电阻包括积极和消极的贡献（Kapitza电阻和注入电导率，分别）。
2000-10-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Large and robust electrical spin injection into GaAs at zero magnetic field using an ultrathin CoFeB/MgO injector
我们证明了一个大的电自旋注入到GaAs在零磁场由于垂直磁化的CoFeB接触的几个原子平面（1.2 nm）。利用InGaAs/GaAs量子阱自旋发光二极管的电致发光圆偏振特性研究了注入GaAs的电子的自旋偏振特性。作为磁场的函数的电致发光极化紧密地追踪CoFeB/MgO注入器的面外磁化。在零磁场条件下，在25 K时，发射光的圆偏振度可达20%.在室温下，电致发光的圆偏振度仍保持在8%左右。
2014-04-17 cond-mat.mtrl-sci
Non-local opto-electrical spin injection and detection in germanium at room temperature
非局域载波注入/检测方案是集成系统中信息处理的基础。该范例包括用外部信号控制沟道，其中载流子在“源极”和良好分离的“漏极”之间流动。下一代电子器件可能会在载流子的自旋而不是电荷上工作，锗似乎是开发这种平台的最佳宿主材料，因为它与主流硅技术兼容，并且在室温下具有较长的电子自旋寿命。此外，直接和间接带隙之间的能量接近允许在电信窗口内进行光学自旋注入和检测。在这封信中，我们证明了注入纯自旋电流（\textit{i.e.}没有相关的电荷的运输）在锗，结合非本地自旋检测块在室温下。自旋注入通过磁性隧道结（MTJ）以电学方式或光学方式执行，利用光刻纳米结构的能力来操纵半导体中的圆偏振光的分布。纯自旋电流检测是使用MTJ或跨铂条的逆自旋霍尔效应（ISHE）来实现的。这些结果拓宽了可用于实现光自旋电子器件的工具的调色板。
2016-12-29 cond-mat.mtrl-sci
Giant Tunneling Electroresistance Effect Driven by an Electrically Controlled Spin Valve at a Complex Oxide Interface
利用铁电势垒与磁性La_（1-x）Sr_xMnO_3电极界面的磁电效应，在铁电隧道结中可以实现巨隧穿电阻效应。使用第一性原理密度泛函理论，我们证明了一些磁性单层的La 1-xSrxMnO 3的界面附近的行为，在响应铁电极化反转，作为一个原子尺度的自旋阀通过过滤自旋相关的电流。这种效应产生电导的一个数量级以上的变化，因此构成了巨大的阻变效应。
2011-04-01 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
Analysis of the Transport Process Providing Spin Injection through an Fe/AlGaAs Schottky Barrier
通过反向偏压Fe/AlGaAs肖特基接触的电注入，在GaAs量子阱中获得了32%的电子自旋极化。使用Rowell标准的传输数据的分析表明，单步隧穿是占主导地位的传输机制。的电流-电压数据显示了一个明确的零偏置异常和声子签名对应的GaAs类和AlAs类的光电子声子模式的AlGaAs势垒，提供了进一步的证据隧穿。这些结果提供了几个理论分析的实验确认，表明隧穿使显着的自旋注入从金属到半导体。
2003-02-11 cond-mat.mtrl-sci
High quality Fe3-deltaO4/InAs hybrid structure for electrical spin injection
用分子束外延技术，以氧气为活性氧源，在InAs（001）衬底上外延生长了Fe_（3-δ）O_4（0<= δ <=0.33）单晶薄膜。在最佳的生长条件下，原位实时反射高能电子衍射图案以及非原位原子力显微镜表明（001）Fe 3-deltaO 4在阶梯流动生长模式下生长，具有特征性的表面重构。X-射线光电子能谱学证明了获得具有从Fe 3 O 4到γ-Fe 2 O3的组成的氧化铁的可能性。超导量子干涉装置磁强计在300 K下显示出良好的磁性能，因此，铁基氧化物在自旋电子学应用中的前景是可信的。
2006-10-25 cond-mat.mtrl-sci
Tunneling Spin Injection into Single Layer Graphene
我们实现了隧道自旋注入从钴到单层石墨烯（SLG）使用二氧化钛籽晶氧化镁障碍。在室温下观察到130 Ω的非局域磁电阻（ΔRNL），这是在任何材料中观察到的最大值。研究从透明到隧穿接触区的ΔRNL与SLG电导率，证明了自旋输运的漂移扩散理论预测的对比行为。此外，隧道势垒降低了接触诱导的自旋弛豫，因此对于石墨烯中自旋弛豫的未来研究是重要的。
2010-08-18 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
All-electrical spin injection and detection in the Co2FeSi/GaAs hybrid system in the local and non-local configuration
我们展示了在Co2 FeSi/GaAs混合系统中使用横向输运结构的自旋极化电子的电注入和检测。自旋阀签名和特征Hanle曲线观察到在非本地和本地配置。局域自旋阀信号的相对大的幅度和高的信噪比归因于在良好有序的L21相的Co2 FeSi的费米能级处的大的自旋极化。
2013-04-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tunneling Spin Injection into Single Layer Graphene (Supplementary Information)
我们实现了隧道自旋注入从钴到单层石墨烯（SLG）使用二氧化钛籽晶氧化镁障碍。在室温下观察到130 Ω的非局域磁电阻（ΔRNL），这是在任何材料中观察到的最大值。研究从透明到隧穿接触区的ΔRNL与SLG电导率，证明了自旋输运的漂移扩散理论预测的对比行为。此外，隧道势垒降低了接触诱导的自旋弛豫，因此对于石墨烯中自旋弛豫的未来研究是重要的。
2010-08-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Probing Tunneling Spin Injection into Graphene via Bias Dependence
系统地研究了石墨烯横向自旋阀中自旋注入的偏压依赖性，以确定影响隧穿自旋注入效率的因素。研究了三种类型的结，包括MgO和六方氮化硼（hBN）隧道势垒和直接接触。直流偏置电流施加到注入器电极诱导的非局域自旋信号的MgO和hBN隧道势垒的强非线性偏置依赖性。此外，对于两种隧道势垒，该信号在负DC偏压下反转其符号。对具有宽范围接触电阻的注入器电极的偏压依赖性的分析表明，符号反转与偏压而不是电流相关。我们考虑了不同的非线性偏置依赖机制，并得出结论，铁磁电极的能量依赖的自旋极化电子结构，而不是电场诱导的自旋漂移效应或自旋过滤效应的隧道势垒，是最有可能的解释实验观察。
2018-06-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electrical current-driven pinhole formation and insulator-metal transition in tunnel junctions
最近在具有铁磁（FM）电极的薄隧道结（TJ）中观察到电流感生电阻开关（CIS），并且归因于绝缘势垒中的纳米收缩中的金属原子的电迁移。本文研究了在绝缘层上下插入两个薄（20 μ m）非磁性（NM）Ta电极的TJ中的CIS效应。我们观察到电阻（R）切换为正施加电流（从底部流向顶部引线），其特征在于连续的电阻降低，并与电流驱动的位移的金属离子从底部电极到势垒（薄势垒状态）。对于负电流，移位的离子返回到它们在电极中的初始位置，并且电阻逐渐增加（厚势垒状态）。我们测量了薄和厚势垒状态（分别为$R_b$和R $_B$）的电阻的温度（T）依赖性。实验表明，当隧道结处于$R_b$状态时，与较小的隧道贡献相关联的R（T）变化较弱。通过施加足够大的电流，我们诱导大的不可逆的R-减少所研究的TJ，与屏障退化。然后，我们监测的R（T）的依赖性的不同阶段的屏障退化的演变。特别是，我们观察到一个平稳的过渡，从隧道金属为主的运输。初始降解阶段与不可逆的屏障厚度减小有关（不形成针孔）。仅对于后面的屏障降解阶段，我们在两个电极之间出现金属路径，然而，对于足够小的针孔半径，不会导致金属主导的传输。
2007-02-22 cond-mat.mtrl-sci
Exchange-driven magnetoresistance in silicon facilitated by electrical spin injection
我们使用电自旋注入探测磷掺杂硅（Si：P）中的交换相互作用。的检测是通过磁阻效应，证明了交换的效率，在压印自旋信息从磁铅到本地化的时刻在Si：P区域。在电学汉勒效应测量中，实验观察到了一种只存在于低温下的独特的洛伦兹形信号（$\lesssim 25 K$），并对其进行了理论分析。它源于Si：P中的中性杂质对电子的自旋相关散射。该信号的形状与自旋弛豫没有直接关系，而是与位于相邻杂质上的自旋极化电子之间的相互作用有关。
2014-03-18 cond-mat.mes-hall 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
Temperature dependence of the nonlocal voltage in an Fe/GaAs electrical spin injection device
在Fe/GaAs自旋注入器件中测量了非局域自旋电阻随温度的变化。对于未退火的样品，显示少数自旋注入，自旋电阻被观察到室温，并随温度以0.018\，K $^{-1}$的速率呈指数衰减。在440 K下的生长后退火增加了低温下的自旋信号，但衰减速率也增加到0.030 K $^{-1}$。从GaAs沟道中的扩散常数和自旋寿命的测量，我们得出结论，样品退火修改的自旋转移效率在注入和检测接触的温度依赖性。令人惊讶的是，自旋转移效率在表现出少数自旋注入的样品中增加。
2010-04-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin injection in a single metallic nanoparticle: a step towards nanospintronics
为了研究单个金属纳米颗粒的输运性质，我们采用一种新的纳米压痕技术制备了纳米磁性隧道结。库仑阻塞效应显示了单电子隧穿通过单个2.5 nm Au团簇的明确证据。所观察到的磁电阻是通过非磁性团簇的输运过程中自旋守恒的标志。
2006-01-19 cond-mat.mtrl-sci
Optical and electrical spin injection and spin transport in hybrid Fe/GaAs devices
讨论了Fe/GaAs自旋输运器件中电子非平衡自旋极化的成像方法。通过扫描磁光克尔旋转显微镜研究了光注入和电注入的自旋分布。相关的方法被用来证明电自旋检测的光注入的自旋极化电流。从Hanle效应的研究中推断了自旋输运的动力学性质，并讨论了应变对这些器件中自旋输运数据的影响。
2006-11-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Effect of n+-GaAs thickness and doping density on spin injection of GaMnAs/n+-GaAs Esaki tunnel junction
研究了GaMnAs/n+-GaAs Esaki隧道结的n+-GaAs厚度和掺杂浓度对电子自旋注入效率的影响。在相同的p-AlGaAs/p-GaAs/n-AlGaAs发光二极管（LED）结构上制备了7个不同n+-GaAs厚度和掺杂浓度的GaMnAs/n+-GaAs隧道结样品。在外加磁场的法拉第配置下测量了表面发射的电致发光（EL）偏振。所有样品的EL极化的偏压依赖性，并获得较高的EL极化在样品中，n+-GaAs是完全耗尽在零偏压。EL极化被发现是敏感的偏压条件下的（Ga，Mn）As/n+-GaAs隧道结和LED结构。
2005-08-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electrical characterization of all-epitaxial Fe/GaN(0001) Schottky tunnel contacts
本研究对分子束外延制备的n型GaN(0001)上原位Fe肖特基接触进行电学表征，验证其自旋注入适用性，测得高掺杂下的纯场发射特性及界面肖特基势垒高度。
2024-01-30 cond-mat.mtrl-sci
Spin injection and detection by resonant tunneling structure
本文提出了非中心对称半导体化合物共振隧穿二极管（RTD）中自旋相关电子传输的理论。已经表明RTD可以用于自旋极化载流子的注入和检测：（i）界面平面中的电流流动导致传输载流子的自旋极化，（ii）自旋极化载流子通过RTD的传输伴随着面内电流的产生。这种效应的微观根源是自旋-轨道耦合引起的共振能级分裂。
2004-06-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electrical injection and detection of spin-polarized electrons in silicon through an Fe_3Si/Si Schottky tunnel barrier
我们利用外延生长的Fe_3Si/Si肖特基隧道势垒接触实现了自旋极化电子在硅中的电注入和探测。通过在铁磁Fe_3Si/Si接触和Si沟道（~ 10^15 cm^-3）之间的界面附近插入δ掺杂的n^+-Si层（~ 10^19 cm^-3），我们实现了Fe_3Si/Si肖特基二极管反向偏置特性的隧道电导的显著增强。利用横向制备的四探针结构和改进的Fe_3Si/Si接触，我们在低温下探测了Si沟道中自旋积累引起的非局域输出信号。
2009-05-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Highly efficient room temperature spin injection in a metal-insulator-semiconductor light emitting diode
我们证明了CoFe/AlOx隧道自旋注入器在低温和室温下在AlGaAs/GaAs半导体异质结构中的高效自旋注入。我们使用两步氧化物沉积的无针孔的AlOx隧道势垒的制造。在倾斜Hanle效应几何结构中的电致发光的圆偏振的测量揭示注入的自旋极化在80 K下至少为24%，在室温下至少为12%。
2003-06-25 cond-mat.mtrl-sci
On possible spin injection at non-ideal Schottky contacts
研究了界面自旋注入下金属-无序层-半导体结构中隧穿机制的作用。被认为是由离子化簇束沉积制备的非理想的金属-半导体结构，它示出的半导体的耗尽区可以定制，包括一个适当的重掺杂区域附近的界面。在一个简化的模型中描述的隧道，其中的金属无序层半导体结构的界面电阻的表达式得到。据认为，在电离团簇束沉积的非理想肖特基结构的情况下，实现了显着的自旋注入。
2004-02-03 cond-mat.mtrl-sci
Low Resistance GaN/InGaN/GaN Tunnel Junctions
利用电阻率为1.2 × 10-4 Ω cm ~ 2的P-GaN/InGaN/N-GaN隧道结，证明了空穴向PN结的增强带间隧道注入。讨论了这种隧道结的设计方法和低温特性，并介绍了这种隧道结在PN结器件中的应用。隧道结在III族氮化物光电子器件中的应用解释使用能带图。较低的带隙和极化场降低了隧穿势垒，消除了对p型GAN欧姆接触的需要。III族氮化物中载流子的有效隧道注入的这种证明可以导致用隧道接触层替换光发射器中现有的电阻p型接触材料，在表面上需要非常少的金属覆盖区，从而导致从顶部发射发射器的增强的光提取。
2013-01-21 cond-mat.mtrl-sci
Efficient spin injection into graphene through a tunnel barrier: overcoming the spin conductance mismatch
采用第一性原理计算，我们研究了自旋注入从铁磁（FM）电极（Ni）到石墨烯的效率和可能的增强，通过使用之间的电极和石墨烯的障碍。三种类型的障碍，h-BN，Cu（111），和石墨，不同的厚度（0-3层）被认为是和Ni/障碍/石墨烯结的电偏置电导计算。研究发现，石墨烯的少子自旋输运通道可以被h-BN绝缘势垒强烈抑制，从而获得高的自旋注入效率。另一方面，由于自旋电导失配，计算的Ni/Cu/石墨烯和Ni/石墨/石墨烯结的自旋注入效率较低。对系统电子结构的进一步研究表明，在隧道势垒存在下的高自旋注入效率是由于其对石墨烯的两个自旋态的不对称效应。
2014-11-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
The role of titanium in electromigrated tunnel junctions
用于制造纳米级隧道结的标准路线是经由光刻制备的金纳米线的电迁移。在光刻工艺中，使用薄粘附层（通常为钛）来促进金纳米线与衬底的粘附。在这里，我们证明了这样的粘附层在电迁移隧道结的电输运行为中起着至关重要的作用。我们表明，由沉积在钛粘附层顶部的金制成的结在环境条件下是电稳定的，相比之下，没有钛粘附层的金结。我们还发现，电迁移结制造的纯钛是非常稳定的电。基于我们的传输数据，我们提供的证据表明，在金-钛隧道器件的障碍是由钛的原生氧化物。
2014-09-26 cond-mat.mtrl-sci
Domain wall propagation in magnetic nanowires by spin polarized current injection
我们演示了通过磁性纳米线的头对头畴壁的运动，简单地通过畴壁的电流，没有任何外部磁场施加。该效应取决于电流的方向和大小，并允许畴壁通过复杂的纳米线形状直接传播，这与磁场诱导传播的情况相反。对该机构的效率进行了评估，发现作用在壁面上的有效力等于0.88 × 10 ~（-9）N·A ~（-1）。
2003-04-24 cond-mat.mtrl-sci
Spin injection from the Heusler alloy Co_2MnGe into Al_0.1Ga_0.9As/GaAs heterostructures
本文报道了Heusler合金Co_2MnGe对p-i-nAl_（0.1）Ga_（0.9）As/GaAs发光二极管的电自旋注入。一个最大的稳态自旋极化约13%，在2 K测量在两种类型的异质结。注入的自旋极化在2 K计算为27%的基础上使用汉勒效应测量的自旋探测器的校准。虽然对电偏压条件的依赖性在性质上类似于相同设计的Fe基自旋注入器件，但从Co_2MnGe注入的自旋极化随着温度的升高而衰减得更快。
2004-10-28 cond-mat.mtrl-sci
Tunnel Junction Enhanced Nanowire Ultraviolet Light Emitting Diodes
偏振工程带间隧道结（TJ）被集成在纳米线紫外（UV）发光二极管（LED）中。通过在偏振掺杂纳米线紫外发光二极管的底部集成隧道结，实现了开启电压降低约6V。此外，到纳米线LED中的有效空穴注入导致TJ集成纳米线LED中的抑制的效率下降。降低的偏置电压和增加的空穴注入两者的组合增加了这些器件中的壁插塞效率。在~310 nm处测量到超过100微瓦的UV发射，外量子效率在4 - 6 m%的范围内。纳米线LED内隧道结的实现打开了通向硅上级联多结纳米线LED的单片集成的途径。
2015-07-01 cond-mat.mtrl-sci
Electrical-controllable antiferromagnet-based tunnel junction
本文实现了Pt/Co/Pt/Co/IrMn/MgO/Pt电控反铁磁隧道结，利用IrMn中交换弹簧和交换偏置的自旋轨道矩翻转，同时实现信息存储与16种布尔逻辑运算，为反铁磁逻辑存储器奠定基础。
2024-04-01 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Electrical detection and nucleation of a magnetic skyrmion in a magnetic tunnel junction observed via operando magnetic microscopy
本研究通过operando磁性显微技术，展示了在磁性隧道结中对单个磁性斯格明子的电学检测，以及利用栅极电压控制磁各向异性实现其成核与湮灭，证明了单个器件中的读写操作，为低功耗斯格明子技术奠定里程碑。
2023-08-01 cond-mat.mtrl-sci
Spin-filter tunnel junction with matched Fermi surfaces
将自旋极化电流有效地注入半导体中是构建基于半导体的自旋电子器件的基本先决条件。在这里，我们使用非弹性电子隧穿光谱表明，自旋过滤器型自旋注入器的效率是有限的隧穿电子的自旋散射。通过匹配电流注入源和目标电极材料的费米表面形状，可以显著增加外延铁磁绝缘体隧道结中的自旋注入效率。我们的研究结果表明，不仅结构，而且费米面匹配是重要的，以抑制自旋电子器件中的散射过程。
2012-08-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Skyrmion meets magnetic tunnel junction: an efficient way for electrical skyrmion detection investigated by ab initio theory
在我们的原理证明研究中，我们研究了Skyrmions对磁阻输运的影响。特别是，我们表明，磁性隧道结是一个技术上有吸引力的和有前途的方式，非共线磁结构的电检测。所计算的效果是源于不同的k-状态之间的散射，不能单独通过状态密度来识别。我们的研究结果表明，检测效率强烈依赖于所使用的材料。
2019-07-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Nonequilibrium spin injection in monolayer black phosphorus
单层黑磷（MBP）是一种新兴的电子材料，具有直接带隙和相对较高的载流子迁移率。在这项工作中，我们报告的非平衡自旋注入和自旋极化量子输运的MBP铁磁Ni接触，在二维磁隧道结构的理论研究。我们调查的物理性质，如自旋注入效率，隧道磁电阻比，自旋极化电流，电荷电流和传输系数作为外部偏置电压的函数，对于两种不同的器件接触结构，其中MBP接触Ni（111）和Ni（100）。虽然这两种结构都被预测为提供可观的自旋极化量子输运，但Ni（100）/MBP/Ni（100）三层具有优越的性质，其中自旋注入和磁阻比相对于偏置电压保持几乎恒定的值。通过对非平衡态下透射谱的分析，理解了非平衡态下的量子输运现象。
2016-01-10 cond-mat.mtrl-sci
Effect of Spin-Flip Scattering on Electrical Transport in Magnetic Tunnel Junctions
利用非平衡格林函数方法，研究了自旋翻转散射对铁磁-绝缘体-铁磁（FM-I-FM）隧道结中自旋相关电输运的影响.结果表明，Julliere的隧道电导公式必须修改时，包括从自旋翻转散射的贡献。研究发现，自旋翻转散射会导致隧道电导的角位移，从而导致当两个FM电极的磁化方向反平行时，结电阻不是最大的，这可能为以前在某些FM-I-FM结中观察到的这种现象提供了另一种解释.还观察到自旋反转辅助隧穿。
2002-10-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Tunneling behavior of bismuth telluride nanoplates in electrical transport
我们研究了溶液化学合成法生长的碲化铋（Bi 2 Te 3）纳米片的电输运性质。由Bi 2 Te 3纳米片组成的器件是通过将溶液滴在结构化的金片上后进行表面处理制成的，并且电阻的温度依赖性显示出非金属行为。在我们的实验结果和基于简单哈密顿量的表面电导的理论计算中，都观察到了I-V中的对称隧穿行为，其中不包括载流子-载流子相互作用。在这里，我们提出了两个设备：一个显示对称，另一个显示两步隧穿行为。后者可以理解为无序。
2012-11-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin-filter tunneling detection of antiferromagnetic resonance with electrically-tunable damping
本研究针对此前反铁磁动力学电学检测需大块晶体的问题，利用PtTe₂/双层CrSBr/石墨结的自旋过滤隧穿实现几微米尺度反铁磁共振的直接电学检测与电学调控，助力高频动力学物理机制研究。
2025-04-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electrical conductivity of carbon nanofiber reinforced resins: potentiality of Tunneling Atomic Force Microscopy (TUNA) technique
环氧树脂纳米复合材料能够满足迫切的工业要求，在结构材料领域已经开发和表征。Tunnel原子力显微镜（TUNA），这是能够检测超低电流范围从80 fA到120 pA，被用来关联的局部形貌与电气性能的四缩水甘油基亚甲基二苯胺（TGMDA）环氧树脂纳米复合材料在低浓度的碳纳米纤维（CNFs）范围从0.05%到2%重量。结果表明，TUNA技术在识别CNF/树脂中的导电通路方面具有独特的能力，即使不改变用于产生与地面的电接触的常规处理的形态。
2018-03-14 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
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
The Effects of Interfacial Recombination and Injection Barrier on the Electrical Characteristics of Perovskite Solar Cells
钙钛矿太阳能电池（PSCs）中的载流子复合对电池的开路电压、短路电流、填充因子以及最终的功率转换效率等电性能有着深刻的影响。本文采用漂移扩散模型，从理论上研究了注入势垒、复合通道、载流子输运层掺杂特性和光强对PSC性能的影响。结果表明，由于钙钛矿和载流子传输层界面处的注入势垒，累积的载流子改变了整个PSC的电场分布。因此，在特定的外加电压下产生零电场，大大增加了界面复合，导致电流密度-电压（J-V）曲线的局部扭结。这一工作为有针对性地降低注入势垒和界面复合提供了一种提高PSC效率的有效策略。
2018-03-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Electrical spin injection, transport, and detection in graphene-hexagonal boron nitride van der Waals heterostructures: progress and perspectives
目前石墨烯自旋电子学的研究致力于在石墨烯中实现长的自旋寿命以及有效的自旋注入和检测。在这篇文章中，我们回顾了六方氮化硼（hBN）是如何演变为一个关键的衬底，作为一个封装层，并作为一个隧道势垒的操纵和控制的自旋寿命和自旋注入/检测极化在石墨烯自旋阀设备。首先，我们概述了由于传统的SiO $_2$衬底在石墨烯中的自旋输运所面临的挑战，然后是基于hBN的石墨烯异质结构所取得的进展。然后，我们详细讨论了使用传统的氧化物隧道势垒自旋注入石墨烯的缺点和发展，然后介绍了最近的进展，在使用晶体单层/双层/三层hBN隧道势垒的改进的自旋注入和检测，这也可以促进两端自旋阀和汉勒测量，在室温下，是技术的重要性。一个特殊的情况下，偏置引起的自旋极化的剥离和化学气相沉积（CVD）生长的hBN隧道势垒的接触进行了讨论。此外，我们给出了我们对利用石墨烯-hBN异质结构在石墨烯自旋电子学的未来发展的看法。
2017-12-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin injection via (110)-grown semiconductor barriers
我们研究了由III-V族半导体化合物生长的（110）取向单势垒异质结中传导电子的隧穿。结果表明，由于这种势垒的低空间对称性，通过势垒的隧穿电流导致电子自旋极化。相反的效果，产生的直接隧穿电流的自旋极化电子，也预测。我们发展的微观理论的影响，并表明，自旋极化出现由于势垒内的Dresselhaus自旋轨道耦合和Rashba自旋轨道耦合在势垒界面的综合作用。
2014-01-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
