Nonlocal Spin Transport in Lateral Spin Valves with Multiple Ferromagnetic Electrodes
研究了多铁磁电极横向自旋阀中的非局域自旋输运。当两个电流注入电极和两个自旋电流检测电极都是铁磁电极时，可能的非局域自旋信号态的数量最多为四个。实际上，该数量根据探针间距离和自旋电阻的相对大小而减少。我们的理论结果与最近的自旋注入到Al岛，碳纳米管和石墨烯的实验是一致的。
2008-11-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Estimation of spin relaxation lengths in spin valves of In and In2O3 nanostructures
我们报道了横向铁磁-非磁-铁磁自旋阀器件中自旋极化电流的电注入和检测，铁磁是钴，非磁是铟（In）或氧化铟（In 2 O3）纳米结构。通过在光刻预图案化结构上沉积纯In来生长In纳米结构。通过氧化In纳米结构得到In 2 O3纳米结构。自旋阀器件是通过两步电子束光刻在纳米结构上沉积微磁体来制造的。在10 K下测量的两种类型的自旋阀器件中观察到明显的自旋开关行为。根据测量的自旋信号，估算出In和In 2 O3纳米结构的自旋弛豫长度（λN）分别为449.6nm和788.6nm。
2016-09-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Perfect and robust phase-locking of a spin transfer vortex nano-oscillator to an external microwave source
我们研究了自旋阀纳米柱中两个耦合涡旋的自旋转移驱动动力学所产生的自振荡信号与外部源的同步。对于仅几奥斯特的驱动幅度，在大于振荡器频率的10%的范围内发生对微波场hrf的锁相。使用在倍频同步，生成线宽被发现减少超过五个数量级的锁相制度（下降到1赫兹，频谱分析仪的分辨率带宽的限制）相比，自由运行制度（140 kHz）。这种完美的相位锁定适用于高达2MHz的频率失谐，这证明了其鲁棒性。我们还分析了自由运行的光谱线宽如何影响同步制度的主要特征。
2013-11-27 cond-mat.mes-hall 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
Local magnetoresistance in Fe/MgO/Si lateral spin valve at room temperature
本文报道了二端结构的室温局域磁电阻效应。通过采用1.6 nm厚的MgO隧道势垒，增加了自旋注入效率，导致大的非局域磁电阻。在室温下的非本地磁阻的大小估计为0.0057欧姆。结果，即使在室温下，在局部磁阻测量中也观察到清晰的矩形信号。我们也借由分别测量每个接点的自旋累积电压来探讨局部磁电阻的起源。
2014-01-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
A two-terminal spin valve device controlled by spin-orbit torques with enhanced giant magnetoresistance
我们报告的电流诱导自旋轨道转矩和巨磁阻在一个单一的设备，以实现全电写入和读出的磁化相结合。该器件由垂直磁化的TbCo和Co层组成，由Pt或Cu间隔物隔开。通过这样的层的电流注入施加自旋轨道转矩和切换的Co层的磁化，而TbCo磁化保持固定。随后的电流注入较低的幅度感测的Co和TbCo层的磁化的相对取向，这导致在两个不同的电阻水平的平行和反平行对齐由于电流在平面内的巨磁阻效应。我们进一步表明，包括一个单一的TbCo/间隔层/Co三层的器件的巨磁电阻可以提高从0.02%到6%，通过使用铜间隔层代替Pt。这种类型的设备提供了一个替代路线的两端自旋电子存储器，可以与适度的努力制造。
2021-08-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Enhancement of Spin Injection into Graphene by Water Dipping
我们将单层石墨烯自旋阀浸入纯化水中短时间（<1分钟），并研究对自旋输运的影响。水浸泡后，我们观察到非局部磁电阻的增强。此外，自旋信号的增强与结电阻的增加相关，结电阻的增加产生自旋注入效率的增加。这项研究提供了一种简单的方法来提高信号幅度，并建立了石墨烯自旋阀对水暴露的鲁棒性，这使得未来的研究涉及水溶液中的化学功能化。
2011-08-01 cond-mat.mtrl-sci
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
Surface spin-transfer torque and spin-injection effective field in ferromagnetic junctions: Unified theory
本文从理论上考虑了自旋阀型铁磁金属结中垂直于界面流动的电流。首次研究了一种有效的方法来计算两种电流效应的同时作用，即非平衡纵向自旋注入和横向自旋转移表面力矩。推导并求解了涨落的色散关系。对于足够厚的自由层，解决了由于不稳定而产生的稳态非线性问题。
2005-07-25 cond-mat.mes-hall 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
Two-dimensional non-volatile valley spin valve
提出基于二维铁电半导体MoS2的非易失性谷自旋阀，通过铁电畴壁控制电阻，实现高达10^7的电阻变化，为高性能非易失性谷电子学开辟新途径。
2024-08-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Local spin valve effect in lateral (Ga,Mn)As/GaAs spin Esaki diode devices
我们报告的局部自旋阀效应观察明确的横向全半导体全电自旋注入器件，采用p+-（Ga，Mn）As/n+-GaAs江崎二极管结构的自旋对准接触。我们讨论了所观察到的局部自旋阀信号之间的相互作用的结果自旋输运相关的贡献和隧穿各向异性磁电阻的磁性接触。自旋相关的磁阻变化的幅度等于30欧姆，这是所测量的非本地信号的幅度的两倍。
2010-11-10 cond-mat.mtrl-sci
Closed-loop electric currents and non-local resistance measurements with wide F/I/N tunnel contacts
横向自旋阀用于产生和表征纯自旋电流。在这种结构中测量的非局部电压提供了关于自旋极化和自旋衰减速率的信息。对于宽的高透明度F/N接触，它表明，约翰逊-Silsbee非局部效应是大大丰富的闭环电流驱动的本地自旋注入在电子悬挂部分的阀门。对于具有低透明度的F/I/N隧道接触的阀，这种圆形电流被强烈抑制，但我们表明，电压修改持续存在，可能是显着的，并且必须在数据分析中考虑。
2019-11-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Switching spin valves using r.f. currents
我们表明，磁化反转自旋注入设备可以显着更快时，使用啁啾射频。而不是直流电流脉冲。或者，可以使用简单的正弦r.f.脉冲或一系列优化的交替的、等幅的、宽度变化的方波脉冲（对啁啾的r.f.脉冲）以使用比直流脉冲小得多的电流来产生切换。
2005-11-22 cond-mat.mtrl-sci
Temperature dependent asymmetry of the nonlocal spin-injection resistance: evidence for spin non-conserving interface scattering
我们报道了介观Co-Al_2 O_3-Cu自旋阀的非局域自旋注入和探测实验。我们已经观察到的磁注入器和检测器的平行和反平行配置之间的非局部电阻的温度依赖的不对称性。这强烈支持存在的非平衡电阻，这取决于检测器的磁化和非平衡磁化的相对取向在正常的金属提供证据，增加界面自旋散射与温度。
2005-04-26 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
Spin injection into multilayer graphene from highly spin-polarized Co2FeSi Heusler alloy
我们展示了从高度自旋极化的Co2 FeSi（CFS）Huesler电极在横向自旋阀器件中向多层石墨烯（MLG）中的电自旋注入。通过基于聚合物的转移方法将剥离的MLG转移到在Si（111）衬底上生长的预图案化外延CFS线上。这种方法使我们能够制造多个单晶CFS电极与MLG接触。通过非局域磁电阻（MR）测量检测从CFS到MLG的电自旋注入。观察到430欧姆的非局部自旋信号;这是石墨烯基器件中所有报告的非局部MR值中的最大值。
2016-05-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin Injection and Inverse Edelstein Effect in the Surface States of Topological Kondo Insulator SmB6
利用电子的自旋自由度用于潜在的信息存储和计算技术已经引起了相当大的兴趣。拓扑绝缘体（TI）是一类具有特殊的边缘/表面态的量子材料，其Dirac费米子的自旋极化被锁定在动量方向上。这种自旋-动量锁定特性引起了非常有趣的自旋相关物理现象，如Edelstein效应和逆Edelstein效应。然而，在纯表面态的TI自旋注入是非常具有挑战性的，因为共存的高导电体态。在这里，我们实验证明自旋注入和观察拓扑近藤绝缘体，SmB 6的表面态的逆Edelstein效应。在低温下，当仅存在表面载流子时，观察到清晰的自旋信号。此外，自旋信号的磁场角依赖性与SmB 6表面态的自旋-动量锁定特性一致.
2016-10-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tunneling anisotropic magnetoresistance in organic spin valves
本文报道了在一个只有一个铁磁电极的有机自旋阀结构中观察到的隧穿各向异性磁电阻效应。该器件是基于一种新的高迁移率的基于二萘嵌苯二酰亚胺的n型有机半导体。该效应源于来自LSMO接触的隧穿注入，因此即使对于太厚而不能支持隧穿穿过层的假设的有机层也可能发生。磁电阻测量显示出清晰的自旋阀信号，具有由外延磁电极的磁晶各向异性引起的典型的两步开关模式。
2011-04-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Fermi-Level Pinning, Charge Transfer, and Relaxation of Spin-Momentum Locking at Metal Contacts to Topological Insulators
拓扑绝缘体在电子学和光电子学中的许多应用中都很受关注，但利用其独特的特性需要详细了解和控制电接触处的电荷注入。在这里，我们提出了大规模的从头计算的电子性质的Au，Ni，Pt，Pd和石墨烯接触Bi 2Se 3。我们发现，无论金属，费米能级位于导带，导致n型欧姆接触的第一个五重态。此外，我们发现强的电荷转移和带弯曲的前几个五重态，没有肖特基势垒的电荷注入，即使当拓扑绝缘体是未掺杂的。我们的计算表明，Au和石墨烯的自旋-动量锁定几乎没有改变，但另一方面，Ni，Pd和Pt与Bi 2Se 3强烈杂交并放松自旋-动量锁定。我们的研究结果表明，明智地选择接触金属是必不可少的，以揭示独特的表面特征的拓扑绝缘体。
2014-07-21 cond-mat.mtrl-sci
Comparison of the use of NiFe and CoFe as electrodes for metallic lateral spin-valves
在室温和低温下研究了Co_（60）Fe_（40）基全金属横向自旋阀的自旋注入和探测。所获得的自旋信号的幅度进行了比较，相同的Ni80Fe20为基础的设备。用CoFe取代Ni80Fe20允许将自旋信号幅度增加高达一个数量级，从而在室温下达到50 mΩ。自旋信号与铁磁电极之间的距离的依赖关系已被分析使用的1D自旋输运模型和有限元方法模拟。当使用CoFe电极时自旋信号幅度的增强可以通过更高的有效极化来解释。
2015-11-12 cond-mat.mtrl-sci
A class of spin injection-precession ultrafast nanodevices
描述了自旋阀超快自旋注入器件：放大器、倍频器和平方律探测器。它们的操作是基于自旋极化电子从一个铁磁体通过半导体层注入到另一个铁磁体，以及在由相邻纳米线中的（基极）电流感应的磁场中半导体层中电子的自旋进动。基极电流可以控制发射极电流的磁性层之间的频率高达几个100 GHz。
2004-02-10 cond-mat.mtrl-sci
Van der Waals Magnet based Spin-Valve Devices at Room Temperature
范德华（vdW）磁体的发现为凝聚态物理和自旋电子技术开辟了一个新的范例。然而，到目前为止，具有vdW磁体的有源自旋电子器件的操作仅限于低温温度，抑制了其更广泛的实际应用。在这里，我们第一次展示了室温自旋阀器件使用VDW巡回铁磁体Fe 5GeTe 2在异质结构与石墨烯。Fe 5GeTe 2/石墨烯vdW界面的隧道自旋极化在室温下被检测为显著大~ 45%并且为负。横向自旋阀器件设计能够实现自旋信号的电控制和用于器件应用的基本构建块的实现，例如有效的自旋注入、传输、进动和检测功能。此外，不同的磁取向的测量提供了独特的见解Fe 5GeTe 2的磁各向异性及其与自旋极化和动力学的异质结构的关系。这些发现为在环境温度下应用基于vdW磁体的全二维自旋电子器件和集成自旋电路提供了机会。
2021-07-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Vertical organic spin valves in perpendicular magnetic fields
我们报道了垂直有机自旋阀的磁电阻测量结果，磁场取向垂直的叠层。在仔细制备磁性电极的平行或反平行面内磁化状态以观察汉勒进动的痕迹之后进行磁阻测量。由于有机半导体中的低迁移率，自旋极化载流子的渡越时间应允许自旋在垂直场中的进动，这在统计平均中将淬灭磁阻。然而，在所有实验中，我们都没有观察到在扫描垂直场时电阻的任何变化，直到电极的磁化开始重新定向的点。这种汉勒型效应的缺乏表明，磁电阻不是基于自旋极化电子注入到有机半导体中，而是基于通过叠加有隧穿各向异性磁电阻的针孔的隧穿。
2013-04-24 cond-mat.mtrl-sci
Switching magnetization of nano-scale ferromagnetic particle using non-local spin injection
我们已经进行了非局域自旋注入到纳米尺度的铁磁粒子配置在横向自旋阀结构，仅通过自旋电流切换其磁化。非局域自旋注入使粒子的磁化与自旋注入器的磁化平行。根据实验估计，用于切换的负自旋电流约为200 $μ$ A，与传统柱结构获得的值相比，这是合理的。有趣的是，切换总是发生从反平行到平行的粒子/注入器的磁配置，而没有观察到相反的切换。这种差异的可能原因进行了讨论。
2005-08-23 cond-mat.mtrl-sci
Switching the magnetic configuration of a spin valve by current induced domain wall motion
我们目前的实验结果上的位移的畴壁注入直流电流通过壁。样品是1微米宽的CoO/Co/Cu/NiFe经典自旋阀结构的长条。这些条纹是用电子束平版印刷术制成的。颈部已被定义在1/3的总长度的条纹，是一个钉扎中心的畴壁，如所示的巨磁阻曲线的步骤之间的电阻对应于平行和反平行配置的中间水平（1/3或2/3）。我们通过电输运测量表明，一旦壁被捕获，它可以通过注入高于10^7 A/cm ^2数量级的阈值电流的直流电流来移动。我们讨论了这种效应的不同可能的起源，即局部磁场所产生的电流和/或自旋转移从自旋极化电流。
2002-06-11 cond-mat.mtrl-sci
Negative Spin Valve effects in manganite/organic based devices
我们报告的混合有机-无机垂直自旋阀的详细调查。以La_（0.7）Sr_（0.3）MnO_3锰氧化物为下电极，Co为上电极，在三（8-羟基喹啉）铝（Alq_3）有机半导体（OS）中进行了自旋极化注入。在亚锰酸盐直接连接到有机半导体层的同时，薄的隧道势垒被放置在OS和Co电极之间。一个明确的负自旋阀效应-反平行电极配置的低电阻-观察到低于210 K在各种设备中使用两种不同的隧道势垒：LiF和Al 2 O 3。磁阻效应被发现是强烈的不对称的偏置电压。光电子能谱学（PES）研究了亚锰酸盐和Alq 3之间的界面，发现了一个强的界面偶极子，这导致金属费米能级与Alq 3 LUMO（1.1 eV）比与HOMO能级（1.7 eV）更好地匹配。这明确地表明，这些器件中的电流是由电子通道主导的，而不是由先前提出的空穴主导的。底界面能量图的知识使我们能够建立一个半定量模型，解释负自旋阀效应和强电压不对称性。这个模型涉及到一个尖锐的能量选择的移动电荷的非常狭窄的LUMO能级的有机材料，导致奇特的共振效应。
2007-01-24 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
