Temperature dependence of spin polarization in ferromagnetic metals using lateral spin valves
通过优化界面质量和铜的纯度，获得了具有透明接触的钴/铜和坡莫合金/铜横向自旋阀的性能的高再现性。这使我们能够全面研究两种铁磁材料的自旋注入特性，以及铜的自旋输运特性，这些特性不受所使用的铁磁材料的影响，从而导致长的自旋扩散长度。得到了坡莫合金和钴的自旋极化随温度的变化关系。使用铁磁金属的标准双通道模型分析坡莫合金的自旋极化和电导率的温度依赖性表明，侧向自旋阀实验获得的自旋极化值需要~2的校正因子。
2013-12-04 cond-mat.mes-hall
Spin transport enhancement by controlling the Ag growth in lateral spin valves
利用横向自旋阀结构研究了生长条件对银自旋输运性质的影响。通过改变Ag的沉积条件从多晶到外延生长，我们已经观察到自旋扩散长度的相当大的增强，从$λ_{Ag}$ = 449 $\pm$ 30到823 $\pm$ 59 nm。研究表明，减小晶界对自旋弛豫机制的贡献是提高金属纳米结构自旋扩散长度的有效途径。
2014-10-15 cond-mat.mes-hall
Modulation of Spin Accumulation by Nanoscale Confinement using Electromigration in a Metallic Lateral Spin Valve
我们研究了具有狭窄通道的横向自旋阀中的自旋输运。使用电迁移，我们调制的自旋积累连续变化的非磁性通道的宽度在一个单一的位置。通过拟合作为非磁性通道电阻的函数的非本地自旋信号数据，我们从单个器件中提取关于自旋输运的所有相关参数。模拟结果表明，收缩通道阻止了累积自旋的扩散，而不是导致自旋翻转。这一结果可用于改进未来用于信息处理的自旋电子器件的设计。
2015-11-19 cond-mat.mes-hall
Control of spin injection by direct current in lateral spin valves
用直流注入电流研究了具有透明界面的金属横向自旋阀中的自旋注入和积累。不像交流-的技术，这允许调查的方向和注入电流的大小的影响。我们发现，通过改变注入电流的方向，自旋积累是反向的，而其大小并不改变。因此，两个电流方向的注入机制是完全对称的，导致两种自旋类型的自旋注入效率相同。这一结果是占自旋相关的扩散模型。当注入高电流密度时（对于1- 2 $\times10^{7}$ A cm $^{-2}$，$\sim$为80- 105 K），焦耳加热显著增加自旋阀中的局部温度，强烈影响自旋积累。
2009-03-07 cond-mat.mes-hall
A roadmap for the design of four-terminal spin valves and the extraction of spin diffusion length
石墨烯由于其显著的电子迁移率和低自旋轨道耦合，是未来自旋电子学器件的有希望的衬底。自旋阀器件中的Hanle旋进常用于评价自旋扩散和自旋寿命特性。在这项工作中，我们证明，这种方法不再是准确的，当内外电极之间的距离小于6倍的自旋扩散长度，导致误差高达50%的计算的自旋品质因数的石墨烯。我们建议简单而有效的方法来规避这一限制，解决修订版的汉勒适合功能。作为补充，我们为四端自旋阀的设计提供了明确的指导方针，能够产生完美的自旋寿命和自旋扩散系数的估计。
2020-10-01 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Anisotropic Hanle lineshape via anisotropic magnetothermoelectric phenomena
我们观察到各向异性Hanle线形与不平等的面内和面外的非本地信号的自旋旋进测量进行横向金属自旋阀透明接口。对于这种各向异性的常规解释对应于对于如石墨烯的2D材料的情况的面内和面外自旋取向的不相等的自旋弛豫时间，但是在多晶金属沟道中这是出乎意料的。作为温度和通道长度的函数的系统测量，结合分析和数值热电输运模型，表明在Hanle lineshape的各向异性是磁热起源，由各向异性调制的铁磁电极的Peltier和Seebeck系数所造成的。我们的研究结果要求考虑这种磁热电效应的各向异性自旋弛豫的研究。
2016-08-17 cond-mat.mes-hall
Spin relaxation through Kondo scattering in Cu/Py lateral spin valves
自旋扩散长度的温度依赖性通常反映了负责自旋弛豫的散射机制。在非磁性金属中，可以合理地预期Elliot-Yafet机制发挥作用，因此自旋扩散长度的温度依赖性可能与电阻率成反比。在横向自旋阀测量中，已经发现在低温下自旋扩散长度意外地减小。通过测量用不同纯度的Cu制作的横向Py/Cu/Py自旋阀的输运性质，我们提取了一个自旋扩散长度，该长度仅在存在近藤效应的情况下在30 K以下显示这种抑制。我们计算了自旋弛豫速率，并分离出磁性杂质的贡献。我们发现磁性杂质的自旋翻转概率为34%。我们的半定量分析证明了近藤散射在自旋弛豫中的主导作用，即使在1 p. p.m.量级的低浓度下，并因此解释了我们和其他人观察到的自旋扩散长度的减小。
2015-12-10 cond-mat.mes-hall
Simulations on the influence of spatially-varying spin transport parameters on the measured spin lifetime in graphene non-local spin valves
石墨烯非局域自旋阀器件的自旋输运性质通常通过使用一维Bloch-Torrey方程的简化解由Hanle自旋进动测量确定，该方程假设无限长的输运通道和均匀的自旋输运参数。我们研究了有限的石墨烯尺寸的影响，并探讨了空间变化的输运参数的影响，通过有限元模拟测量汉勒曲线。我们假设在具有额外费米能级钉扎的接触覆盖的石墨烯区域中增强的自旋退相，并探索未与石墨烯适当解耦的非磁性参考电极的影响。在实验中，通常观察到自旋寿命随着载流子密度的增加而增加。我们的模拟都不能再现这种趋势，表明这种依赖性源于通过未被接触覆盖的石墨烯区域的自旋输运。我们发现，提取的自旋寿命可能被高估的薄片是短于自旋扩散长度。此外，接触引起的自旋退相导致提取的自旋寿命的整体减少。此外，我们表明，非磁性参考电极也可能会影响测量的自旋寿命，即使他们不是调查中的运输区域的一部分。
2018-05-08 cond-mat.mes-hall
Effect of the interface resistance in non-local Hanle measurements
我们使用具有不同界面电阻的横向自旋阀来测量非局域Hanle效应，以提取非磁性通道的自旋扩散长度。一个一般的表达式，描述自旋注入和运输，考虑到界面电阻的影响，是用来拟合我们的结果。而拟合的自旋扩散长度值与从标准非局部测量中获得的有限界面电阻的情况下，在透明接触的情况下，观察到一个明显的分歧。最近提出的修正表达式的使用，占在铁磁电极的自旋吸收的各向异性，仍然会产生偏差的拟合自旋扩散长度增加较短的通道距离。这种偏差显示了非局部Hanle拟合的敏感性，证明了从这种类型的测量中获得自旋输运信息的复杂性。
2015-05-28 cond-mat.mes-hall
The Nuclear Spin Environment in Lateral GaAs Spin Valves
固体中的自旋自由度提供了超越基于电荷的电子学的机会，并且被积极地研究用于自旋电子学和量子计算。然而，这些自旋与其原生环境的相互作用可能会产生不利的影响，如自旋弛豫和退相干。在这里，我们使用一个全电，横向GaAs自旋阀来操纵和调查固有的核自旋系统。Hanle卫星用于确定以前未探索的温度范围内的核自旋弛豫速率，该温度范围低至100 mK，T1时间长达3小时。尽管金属的电阻率的温度依赖性，所观察到的弛豫速率显示出次线性的温度依赖性。这与在金属中观察到的Korringa弛豫机制形成对比，但与离金属-绝缘体过渡不远的无序相互作用导体中的超精细介导弛豫并不矛盾。我们讨论了可能的弛豫机制，并进一步研究核自旋极化的不均匀性。
2011-10-01 cond-mat.mes-hall
Origin of inverse Rashba-Edelstein effect at Cu/Bi interface using lateral spin valves
利用坡莫合金/铜/铋（Py/Cu/Bi）横向自旋阀结构研究了铋的自旋输运和自旋-电荷电流转换特性。自旋电流在Bi的表面被强烈吸收，导致超短的自旋扩散长度。测量了自旋-电荷电流转换，这归因于Cu/Bi界面处的逆Rashba-Edelstein效应。发现自旋电流诱导的电荷电流随着温度的升高而改变方向。理论分析将这种行为与费米能处的复杂自旋结构和表面态的色散联系起来。对这种现象的理解开辟了新的可能性，利用自旋-轨道耦合来创建，操纵和检测2D系统中的自旋电流。
2015-12-25 cond-mat.mes-hall
Unambiguous Electrical Detection of Spin-Charge Conversion in Lateral Spin-Valves
自旋-电荷转换的有效检测对于推进我们对自旋-轨道耦合纳米结构中涌现现象的理解至关重要。在这里，我们提供了一个电检测方案的自旋-电荷转换，使竞争的自旋-轨道耦合输运现象的扩散横向通道，即反自旋霍尔效应（ISHE）和自旋电流效应（SGE）的完全解开的原理证明。一个合适的检测几何形状中所施加的斜磁场示出通过一个简单的对称性分析的输出非本地电阻提供直接访问自旋电荷输运系数。该方案是强大的对倾斜的自旋注入器的磁化，无序和寄生的非自旋相关的贡献的非本地信号，并可用于探测自旋-电荷转换效应在自旋阀和混合optospinelectronic设备。
2020-03-12 cond-mat.mes-hall
Reliability of spin-to-charge conversion measurements in graphene-based lateral spin valves
了解石墨烯中的自旋物理对于开发未来的二维自旋电子器件至关重要。最近的研究表明，通过与相邻的自旋-轨道耦合材料接近，可以在石墨烯中实现经由逆自旋霍尔效应或逆Rashba-Edelstein效应的有效的自旋-电荷转换。由石墨烯霍尔棒和铁磁体组成的横向自旋阀装置最适合此类研究。在这里，我们报告说，模拟逆Rashba-Edelstein效应的信号可以在具有可忽略的自旋-轨道耦合的原始石墨烯中测量，证实这些信号与自旋-电荷转换无关。我们确定无论是在铁磁体的异常霍尔效应或普通的霍尔效应在石墨烯引起的杂散场作为可能的来源，这个文物。通过定量比较这些选项与有限元方法模拟，我们得出结论，后者更好地解释了我们的结果。我们的研究加深了对石墨烯中自旋-电荷转换测量方案的理解，在设计未来的实验时应考虑到这一点。
2021-11-03 cond-mat.mes-hall
Large room-temperature magnetoresistance in lateral organic spin valves fabricated by in-situ shadow evaporation
我们报告的成功制造的横向有机自旋阀的通道长度在子$100\,nm$制度。制造工艺基于在超高真空条件下的原位阴影蒸发，因此在铁磁金属电极和有机半导体之间产生清洁且无氧的界面。自旋阀器件由镍和钴-铁电极以及高迁移率\emph{n}型有机半导体$N,N'$ -双（七氟丁基）- $3,4:9,10$ -二萘嵌苯二酰亚胺组成。我们的研究包括横向自旋阀器件的制造工艺和材料的适用性以及室温下的磁输运测量的基础研究。最好的器件表现出高达$50\,%$的磁阻，这是迄今为止报道的室温下的最大值。
2013-04-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
Spin Hanle effect in mesoscopic superconductors
我们对在与注入自旋不对准的磁场作用下超导介观自旋阀中的自旋输运进行了理论研究。我们表明，超导性可以强烈地增强或抑制的相干自旋旋转取决于自旋弛豫机制的类型是由自旋轨道耦合或自旋翻转散射杂质占主导地位。我们还预测了一个迄今为止未知的subgap贡献的非局部电导在多端超导混合结构，完全消除了自旋旋转的影响，在足够低的温度。
2014-12-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Enhanced spin-flip scattering at the surface of copper in lateral spin valves
我们对一系列不同铜厚度的Py/Cu横向自旋阀器件进行了非局域电学测量。结果表明，Cu的自旋扩散长度和Py的表观自旋极化均随Cu厚度的增加而增加.通过拟合一个修正的自旋扩散模型的结果，我们表明，自旋扩散长度的Cu是由表面的自旋翻转散射。此外，自旋极化的Py对铜厚度的依赖性是由于在Py/Cu界面处的强自旋翻转散射。
2009-09-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Effect of ferromagnetic contacts on spin accumulation in an all-metallic lateral spin-valve system: Semiclassical spin drift-diffusion equations
研究了在共线磁化结构下，铁磁接触对横向自旋阀系统中自旋积累的影响。当在全金属横向自旋阀系统中引入额外的FM电极时，我们发现，根据额外的FM电极的位置以及在自旋扩散长度上定义的接触电阻和体电阻的相对大小，可以部分地抑制或非常微弱地影响跨阻。非局域自旋信号，如非局域电压降和泄漏自旋电流是独立的附加FM电极的磁化方向。即使当额外的接触是双稳态的，非局部自旋信号可以改变自旋电流泄漏到双稳态电极。
2008-10-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Hanle lineshapes and spin-rotation signatures from in-plane anisotropic spin relaxation in heterogeneous spin devices
Catalan Institute of Nanoscience and Nanotechnology (ICN2), CSIC and The Barcelona Institute of Science and Technology (BIST)（加泰罗尼亚纳米科学和纳米技术研究所（ICN2），西班牙国家研究委员会（CSIC）和巴塞罗那科学与技术研究院（BIST））
本文通过研究异质自旋器件中平面各向异性自旋弛豫，提出理论框架解释横向石墨烯自旋器件的自旋输运测量。
2026-03-04 cond-mat.mes-hall
Measurement of the Spin Absorption Anisotropy in Lateral Spin Valves
铁磁材料中的自旋吸收过程取决于相对于磁化强度的自旋取向。利用铁磁体吸收横向自旋阀中产生的纯自旋电流，我们证明并量化了Co，CoFe和NiFe中自旋吸收的相当大的取向依赖性。这些实验允许确定自旋混合电导，一个难以捉摸的，但基本参数的自旋相关的运输。我们表明，所获得的valuescannot被理解的模型只考虑拉莫尔，横向退相干和自旋扩散长度，而不是建议，自旋混合电导实际上是有限的Sharvin电导。
2020-07-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Large magnetoresistance and spin-dependent output voltage in a lateral MnGa/GaAs/MnGa spin-valve device
我们研究了具有600 nm长的GaAs沟道和垂直磁化的铁磁MnGa电极的横向自旋阀器件的自旋相关输运性质。其电流-电压特性在低于50 K时表现出非线性行为，表明在低温下通过MnGa/GaAs肖特基势垒的隧道输运占主导地位。我们观察到明确的磁阻（MR）比高达12%，在4 K时，施加一个磁场垂直于膜平面。此外，获得了33 mV的大自旋相关输出电压。这些值是迄今为止报道的横向铁磁金属/半导体/铁磁金属自旋阀器件中最高的。
2019-11-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Spin dependent transport characterization in metallic lateral spin valves using 1D and 3D modeling
本文分析了在NiFe基金属横向自旋阀中获得的自旋信号。我们利用自旋相关的扩散方程在传统的一维解析建模以及在三维有限元方法模拟。这两种方法都用于提取自旋扩散长度$l_{sf}^{N}$和有效自旋极化$P_{eff}$在Py/Al，Py/Cu和Py/Au基横向纳米结构在$300\,K$和$77\,K$。分析建模和三维有限元模拟给出了一致的结果。这两种模型的结合提供了一个强大的工具，在所有金属自旋阀的可靠的自旋输运特性，并给出了深入了解这些设备中的自旋/电荷电流和自旋积累的三维分布。我们提供了必要的成分，发展的三维有限元模型的扩散自旋输运。
2019-03-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Non-local spin valve interferometer: Observation of superconducting spin current and Aharonov-Anandan's non-adiabatic geometric phase
设计并制作了一个普通金属/绝缘体/铁磁体非局域横向自旋阀的电子干涉仪，观察到了自旋电流干涉。一个非常高的自旋信号为200 m $Ω$被发现在一个设备与2 $μ$ m的注射器-检测器的距离和磁场扫描平行于平面。在垂直磁场扫描下，Hanle效应测量显示自旋进动和$h/e$振荡。由于旋进自旋在低场穿过正常金属环时的非绝热性质，这是对Aharonov-Anandan非绝热几何相位的实验观察。此外，我们观察到的正常和超导铝相同的自旋电阻是不一致的准粒子图片的基础上的理论预测。为了解释这种超导自旋电流，我们提出了自旋三重态库珀对可能存在于直接自旋注入的铝薄膜中。
2019-02-13 cond-mat.mes-hall
Nonmonotonic bias dependence of local spin accumulation signals in ferromagnet/semiconductor lateral spin-valve devices
在铁磁/半导体横向自旋阀器件中，我们发现了局域双端自旋积累信号的异常行为。相对于施加在两个FM/SC肖特基隧道接触之间的偏置电压，局部自旋累积信号可以显示出非单调变化，包括符号反转。通过考虑FM/SC界面的自旋极化随偏置电压的增加而迅速降低，可以定性地理解部分非单调特性。除了FM/SC界面自旋极化的符号反转之外，还讨论了SC层中的自旋漂移效应和偏置FM/SC接触处的非线性电自旋转换的影响。
2019-08-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin generation in completely MBE grown Co$_2$FeSi/MgO/GaAs lateral spin valves
我们展示了第一次测量成功的自旋产生晶体Co $_2$ FeSi/MgO/GaAs的混合结构生长的分子束外延（MBE），具有不同的MgO夹层厚度。使用非局域自旋阀和非局域Hanle测量配置，我们确定自旋寿命${τ\approx 100}$ ~ns和自旋扩散长度${λ\approx 5.6}$ ~ $μ$ m不同的MgO层厚度证明高品质的GaAs输运沟道。对于优化的MgO层厚度，自旋阀信号的偏置依赖性指示根据第一原理计算的Co $_2$ FeSi的半金属间隙（上边缘）的验证。除此之外，高达18 $\%$的自旋产生效率揭示了MgO夹层在Co $_2$ FeSi/GaAs界面处的高电势，用于进一步的器件应用。
2019-06-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Modeling the Oblique Spin Precession in Lateral Spin Valves for Accurate Determination of Spin Lifetime Anisotropy: Effect of Finite Contact Resistance and Channel Length
自旋寿命各向异性是研究石墨烯和二维异质结构材料自旋弛豫机制的重要物理量。本文推广了有限接触电阻横向自旋阀中自旋斜进动的扩散输运方程。这产生了一种确定自旋寿命各向异性比τ =τ $_{\perp}$ /τ $_{\parallel}$的方法，其是垂直于石墨烯表面和平行于石墨烯表面极化的自旋的寿命之间的比率。通过求解定态Bloch方程，我们证明了斜自旋进动信号的线形可以用六个无量纲参数来描述，并可以解析求解。我们表明，各向异性的自旋进动特性可以强烈抑制接触诱导的自旋弛豫起源于沟道材料和电极之间的电导失配。为了准确地提取自旋寿命各向异性比，我们开发了一个封闭的形式方程，包括有限的接触电阻的影响。此外，我们证明，在高接触电阻制度，准确地确定自旋寿命各向异性所需的最小通道长度足够低的外部磁场仅由通道材料的扩散系数，而不是自旋扩散长度。我们的工作提供了一个精确的模型，以提取自旋寿命各向异性比的斜自旋进动测量，并可以用来指导这种测量的设备设计。
2018-01-11 cond-mat.mes-hall
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
Spin transport in a lateral spin valve with a suspended Cu channel
我们研究自旋输运通过一个悬浮的铜通道的电非本地4端测量未来的自旋力学应用。由于自旋输运通过悬浮铜通道的磁阻被观察到，其幅度是一个传统的固定铜横向自旋阀。在悬浮的Cu通道的自旋扩散长度估计为340 nm，在室温下从自旋信号依赖于铁磁注入器和检测器电极之间的距离。这个值被发现是略短于在一个固定的铜。悬浮Cu沟道中的自旋扩散长度的减小归因于在Cu沟道的底部源自自然氧化的Cu的自旋散射的增加。
2020-06-22 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Surface spin flip probability of mesoscopic Ag wires
通过对坡莫合金/Ag横向自旋阀的非局域自旋阀和Hanle效应测量，研究了扩散输运机制下介观Ag丝的自旋弛豫。动量和自旋弛豫时间之间的比率在低温下不是恒定的。这可以用Elliott-Yafet自旋弛豫机制来解释，即考虑动量表面弛豫时间与温度有关。我们提出了一个模型，分别确定自旋翻转概率的声子，杂质和表面散射，发现自旋翻转概率是最高的表面散射。
2010-02-17 cond-mat.mes-hall
Current-induced magnetization reversal in pseudo spin valves in current-in-plane configuration
我们证明了电流诱导的完全磁化反转的自由层在横向纳米线图案从金属伪自旋阀堆栈。通过两个磁性层的横向杂散场与偶极耦合一起由奥斯特场引起反转。从平行状态开始，奥斯特场使两个磁性层的磁化矢量沿相反方向旋转，远离导线轴，使得偶极耦合变得足够强以稳定反平行配置。正如模拟和实验所示，这种耦合仅在窄范围的层厚度和合适的导线几何形状下实现。反转过程被证明，以及为直线的L形线与不均匀的磁化，其中畴壁之前和之后的开关过程中存在的线段。
2015-02-23 cond-mat.mes-hall
Temperature dependence of the effective spin-mixing conductance probed with lateral non-local spin valves
我们报道了正常金属（铝，Al）和磁性绝缘体（$\text{Y}_3\text{Fe}_5\text{O}_{12}$，YIG）之间的有效自旋混合电导的温度依赖性。在YIG和SiO $_2$衬底上制备了以Al为自旋输运通道的非局域自旋阀器件。通过比较两种衬底上Al沟道的自旋弛豫长度，计算了Al/YIG界面在293 K时的有效自旋混合电导（$G_\text{s}$）为$3.3\times10^{12}$ ~ $Ω^{-1}\text{m}^{-2}$.当温度（$T$）从293 K降低到4.2 K时，$G_\text{s}$随$(T/T_\text{c})^{3/2}$的变化而减小，减小幅度达84%.自旋混合电导的实部（$G_\text{r}\approx 5.7\times10^{13}~ Ω^{-1}\text{m}^{-2}$），从实验获得的$G_\text{s}$计算，被发现是近似独立的温度。我们证明了迄今未被认识到低估的$G_\text{r}$提取的自旋信号的调制通过旋转的磁化方向YIG相对于自旋积累方向在Al沟道，这被发现是50倍小于计算值。
2018-12-23 cond-mat.mes-hall
Contact Induced Spin Relaxation in Graphene Spin Valves with Al2O3 and MgO Tunnel Barriers
我们通过系统地比较自旋吸收，其他接触诱导效应（例如边缘场等），以及具有MgO阻挡层、Al2O3阻挡层和透明接触的石墨烯自旋阀的体自旋弛豫。我们得到的有效自旋寿命拟合Hanle自旋进动数据与两个模型，包括或不包括自旋吸收的影响。结果表明，额外的接触引起的自旋弛豫以外的自旋吸收占主导地位的接触效果。对于隧穿接触，我们发现合理的协议之间的两个模型的中位数差异约20%的MgO和10%的Al2O3。
2015-12-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Extrinsic spin Hall effects measured with lateral spin valve structures
自旋霍尔效应（SHE）是由自旋轨道相互作用引起的自旋电子器件中的电荷-自旋电流转换现象。自旋霍尔（SH）角是这种转换的特征参数。我们在横向自旋阀结构中进行了SHE将自旋电流转换为电荷电流的实验。我们目前的非本征SHE诱导掺杂金属，铜或银，具有较大的自旋轨道耦合，铋或铅的杂质，以及Au的本征SHE的结果的实验结果。由Bi在Cu或Ag中诱导的SH角是负的，并且对于Bi在Cu中特别大，比Au中的本征SH角大10倍。我们还观察到一个大的SH角CuPb，但SHE信号消失在几天内。这种时效效应可能与Pb在Cu中的快速迁移有关，而在CuBi合金中尚未观察到。
2014-02-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
CVD bilayer graphene spin valves with 26 $μ$m spin diffusion length at room temperature
我们提出了由CVD生长的双层石墨烯（BLG）制造的倒置自旋阀，其在室温下的器件性能与最先进的双层石墨烯自旋阀相比增加了一倍以上。这是可能的PDMS液滴辅助全干转移技术，弥补了以前的工艺缺陷，在设备制造。栅极相关的汉勒测量显示自旋寿命高达5.8 ns和自旋扩散长度高达26 $μ$ m在室温下结合的电荷载流子迁移率为$\approx$ 24 000 cm $^{2}$（Vs）$^{-1}$的最佳设备。我们的研究结果表明，CVD生长的BLG显示出与CVD-石墨烯甚至剥离的单层石墨烯同样良好的室温自旋输运性质。
2022-03-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electrical Detection of Spin Precession in Single Layer Graphene Spin Valves with Transparent Contacts
利用非局域自旋阀方法研究了室温下单层石墨烯中的自旋积累和自旋进动。研究了非局域磁电阻对电极间距的依赖关系，结果表明自旋扩散长度约为1.6微米，自旋注入/探测效率为0.013。电检测的自旋进动证实，非本地信号来源于自旋注入和运输。Hanle自旋进动数据的拟合产生~84 ps的自旋弛豫时间和~1.5微米的自旋扩散长度，这与通过间距依赖性获得的值一致。
2009-05-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Pure spin current transport in a SiGe alloy
利用四端非局域磁电阻测量方法，研究了Si $_{\rm 0.1}$ Ge $_{\rm 0.9}$横向自旋阀器件中的纯自旋电流输运特性（$n \sim$ 5.0 $\times$ 10 $^{18}$ cm $^{-3}$）.明确的非本地自旋阀信号和汉勒效应曲线，表明产生，操纵，和检测纯自旋电流，观察。Si $_{\rm 0.1}$ Ge $_{\rm 0.9}$层在低温下的自旋扩散长度和自旋寿命被可靠地估计为分别为$\sim$ 0.5 $μ$ m和$\sim$ 0.2 ns。这项研究表明，探索物理和发展自旋电子学应用的可能性，使用SiGe合金。
2018-04-25 cond-mat.mes-hall
Impact of tunnel barrier strength on magnetoresistance in carbon nanotubes
我们研究磁电阻自旋阀涉及钴接触碳纳米管。温度和偏置电压的依赖性清楚地表明隧道磁阻的起源。我们发现，这种效果是显着影响的隧道势垒强度，这似乎是以前在类似的结构中检测到的设备之间的变化的原因之一。通过散射矩阵的方法建模的数据，我们发现一个非平凡的依赖势垒强度的磁阻。此外，在非局域Hanle测量中观察到的自旋进动的分析产生$τ_s = 1.1\,$ ns的自旋寿命，该值与基于硅或石墨烯的自旋阀器件中发现的值相当。
2016-04-20 cond-mat.mes-hall
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
Spin-dependent Seebeck effect in non-local spin valve devices
我们进行了测量的Py/Cu和Py/Ag横向自旋阀作为注入电流的方向和幅度的函数。在“临界”电流以上，自旋注入对电流方向有意想不到的依赖性。正电流比负电流显示更高的自旋注入极化。这意味着，除了电流诱导的自旋注入，有一个热诱导注入从自旋相关的塞贝克效应。由焦耳加热引起的Py电极中的温度梯度负责将过量自旋注入非磁性通道中。这种效应对于理解高电流自旋基器件，如自旋转移矩器件具有重要意义。
2018-11-14 cond-mat.mes-hall
Electrical detection of spin accumulation and spin precession at room temperature in metallic spin valves
我们已经制作了一个多端的横向介观金属自旋阀证明自旋进动在室温下，使用隧道势垒结合金属铁磁电极作为自旋注入器和检测器。所观察到的调制的输出信号，由于自旋进动进行了讨论和解释的电子在扩散导体的飞行时间的实验。在Al条中获得的自旋弛豫长度lambda_{sf} =500 nm将使自旋相关的输运现象的详细研究成为可能，并允许在RT下探索电子自旋用于新电子应用的可能性。
2002-07-29 cond-mat.mes-hall
Spin injection and spin accumulation in permalloy-copper mesoscopic spin valves
研究了横向自旋阀器件中自旋电流的电注入和探测，采用坡莫合金（Py）作为铁磁注入和探测电极，铜（Cu）作为非磁性金属。我们的多终端的几何形状允许我们在实验上区分不同的磁阻信号，1）自旋阀效应，2）异常磁阻（AMR）效应和3）霍尔效应。我们发现，AMR贡献的Py接触可以远远大于自旋阀效应的幅度，使得它不可能观察到的自旋阀效应在一个“传统”的测量几何。然而，这些“接触”磁阻信号可用于监测磁化反转过程，使得可以确定自旋阀器件的Py接触的磁切换场。在“非局部”自旋阀测量中，我们能够完全隔离自旋阀信号，并在T=4.2 K和室温下观察到清晰的自旋累积信号。在T= 4.2K和室温下，我们分别得到了1 μ m和350 nm的自旋扩散长度。
2001-11-06 cond-mat.mes-hall
Spin injection and detection up to room temperature in Heusler~alloy/$n$-GaAs spin valves
在20 - 300 K温度范围内测量了Co $_2$ FeSi/ $n$ -GaAs横向非局域自旋阀的自旋注入效率和自旋寿命。我们观察到大（$\sim$ 40 $μ$ V）自旋阀信号在室温和注入器电流$10^3~$ A/cm $^2$，促进制造自旋阀分离小于1 $μ$ m自旋扩散长度和应用正向偏压的检测器接触。自旋输运参数的测量通过比较自旋阀信号的注入器-检测器接触分离依赖性与自旋漂移和扩散的数值模型。在最低温度下自旋注入效率的明显抑制反映了在大自旋积累的情况下普通漂移扩散模型的崩溃。在整个温度范围内，D 'yakonov-Perel自旋寿命的理论计算值与$n$ -GaAs自旋寿命的实测值吻合得很好。
2016-10-12 cond-mat.mes-hall
Experimental evidences of a large extrinsic spin Hall effect in AuW alloy
我们报告了一个实验研究的金钨合金（7%，在。W浓度）显示出显着的性质，自旋电子学应用，使用横向自旋阀器件中的磁输运和自旋泵与反自旋霍尔效应实验。一个非常大的自旋霍尔角约为10%，始终发现使用这两种技术与可靠的自旋扩散长度为2 nm的横向自旋阀的自旋阱实验估计。该合金具有化学稳定性好、电阻率高、感应阻尼小等优点，有望在不久的将来得到应用。
2014-08-22 cond-mat.mes-hall
Detection of the interfacial exchange field at a ferromagnetic insulator-nonmagnetic metal interface with pure spin currents
在铁磁金属（NM）和铁磁绝缘体（FI）之间的界面处，自旋电流可以与磁化相互作用，导致自旋电流的调制。在这些FI-NM界面的界面交换场可以通过将该界面放置成与横向自旋阀（LSV）器件的自旋输运通道接触并观察额外的自旋弛豫过程来探测。研究了铁磁绝缘体EuS（EuS-LSV）和钇铁石榴石YPDMATHABMM Fe $_5$ O $_{12}$（YIG-LSV）附近的Cu自旋输运通道的横向自旋阀器件中的界面交换场.将自旋信号与在具有MgO或AlO $_x$覆盖的单晶硅/SiO $_2$衬底上制造的参考横向自旋阀器件进行比较。EuS-LSV和YIG-LSV中的非局域自旋阀信号分别低约4倍和6倍。自旋信号的抑制归因于由于界面自旋轨道场而在Cu-EuS（或Cu-YIG）界面处增强的表面自旋翻转概率。除了自旋信号的抑制外，我们还发现在$T \sim$ 30 K处的自旋信号中广泛观察到的低温峰在与EuS或YIG接触的情况下向更高的温度移动。不同注入器-检测器距离的自旋信号的温度依赖性揭示了在这些界面处的波动交换场导致额外的自旋退相干，其除了常规的自旋弛豫源之外还限制了自旋弛豫时间。结果表明，纯自旋电流随温度变化的测量方法可以用来探测铁磁绝缘体-铁磁金属界面的界面交换场。
2018-06-27 cond-mat.mes-hall
Spin Relaxation in Graphene with self-assembled Cobalt Porphyrin Molecules
在石墨烯自旋电子学中，局域磁矩与电子自旋的相互作用为探索潜在的自旋弛豫机制铺平了新的道路。石墨烯上的有机钴卟啉（CoPP）分子的自组装层通过卟啉结合的钴原子的磁矩为此类研究提供了所需的平台。在这项工作中，石墨烯自旋阀器件的自旋输运性质的研究功能化与这样的CoPP分子作为温度的函数，通过非本地自旋阀和Hanle自旋进动测量报告。对于功能化（分子）器件，我们观察到自旋弛豫时间（τs）的略微减小，这可能是在分子磁矩存在下石墨烯中电子自旋的增强的自旋翻转散射的指示。对于低质量样品（低迁移率），分子层的影响被掩盖，这可能是由于Elliot-Yafet（EY）型自旋弛豫机制的主导作用。
2015-06-18 cond-mat.mes-hall
Lateral Mn5Ge3 spin-valve in contact with a high-mobility Ge two-dimensional hole gas
本文制备了间距约130 nm的横向 Mn5Ge3/Ge 2DHG/Mn5Ge3 自旋阀器件，并在13 K以下观测到可能源于自旋注入的磁阻信号，推动了兼容 CMOS 的二维空穴气自旋电子器件发展。
2024-08-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Gate-tunable black phosphorus spin valve with nanosecond spin lifetimes
通过利用电子自旋，二维材料为基础科学和技术应用提供了新的机会。虽然石墨烯由于其非凡的电子迁移率而非常有希望用于自旋通信，但带隙的缺乏限制了其用于半导体自旋器件如自旋二极管和双极自旋晶体管的前景。最近出现的2D半导体可能有助于克服这一基本挑战。在这封信中，我们报告了制造2D半导体自旋器件的第一个重要步骤。我们已经制造了一个基于超薄（5 nm）半导体黑磷（bP）的自旋阀，并建立了这种自旋通道材料的基本自旋特性，该材料支持所有的电自旋注入，传输，旋进和检测到室温（RT）。在铁磁电极和bP之间插入几层氮化硼消除了臭名昭著的电导率失配问题，并允许有效的电自旋注入到n型bP中。在非本地自旋阀的几何形状，我们测量汉勒自旋进动和观察自旋弛豫时间高达4纳秒，自旋弛豫长度超过6微米。我们的实验结果与第一性原理计算符合得很好，证明了Elliott-Yafet自旋弛豫机制是主要的.我们还证明了超薄bP中的自旋输运强烈依赖于载流子浓度，并且可以通过电场效应来操纵。
2017-06-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
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
Large enhancement in the generation efficiency of pure spin currents in Ge using Heusler-compound Co_2FeSi electrodes
我们研究了具有高度有序Co_2FeSi/n^+-Ge肖特基隧道接触的n-Ge基横向自旋阀器件中的非局域自旋输运。清晰的自旋阀信号和汉勒效应曲线表明，在低温下，表示产生，操纵，和检测纯自旋电流的n-Ge。得到的自旋产生效率约为0.12是约两个数量级大于与Fe/MgO隧道势垒接触的设备先前报道。考虑到自旋相关的行为与温度的演变，我们推断，它是必要的，同时证明高自旋产生效率和提高质量的传输通道，以实现Ge基自旋电子器件。
2013-11-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin injection into Si in three-terminal vertical and four-terminal lateral devices with Fe/Mg/MgO/Si tunnel junctions having an ultrathin Mg insertion layer
我们证明了在Fe/Mg/MgO/n +-Si隧道结中引入一个<= 2 nm的Mg插入层可以提高自旋注入/提取效率。在硅衬底上制造的二极管型垂直三端器件中，我们观察到更窄的三端Hanle（N-3TH）信号，表明真正的自旋注入到Si中，并估计在Si中的自旋极化为16%时，Mg插入层的厚度为1 nm，而没有观察到N-3TH信号。这意味着通过抑制在Fe/MgO界面处形成磁死层来提高自旋注入/提取效率。我们还观察到清晰的自旋输运信号，如非本地汉勒信号和自旋阀信号，在横向四端器件与相同的Fe/Mg/MgO/n +-Si隧道结上的Si-绝缘体衬底上制造。结果发现，自旋信号的强度和线宽都受到几何效应（器件的几何形状和尺寸）的影响。我们推导出的解析函数考虑到器件的结构，包括通道厚度和电极尺寸，并估计重要的参数，自旋寿命和自旋极化。我们的分析函数很好地解释了实验结果。我们的研究表明，抑制磁死层的重要性，并提供了一个统一的理解自旋注入/检测信号在不同的设备几何形状。
2017-04-20 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Towards coherent spin precession in pure-spin current
横向自旋阀中的非局域自旋注入产生纯自旋电流，其是没有净电荷流的自旋（即自旋角动量）的扩散流。扩散自旋在进动中失去相位相干性，同时经历频繁的碰撞，并且这些事件导致注入器和检测器之间的传输通道中的停留时间的宽分布。在这里，我们展示了具有双注入器的横向自旋阀，使我们能够从Hanle效应中检测到真正的面内进动信号，表明随着通道长度的增加，面内进动中的相位相干性得到改善。自旋旋进中的相干性示出了作为注入器和检测器之间的归一化间隔的函数的通用行为，其以与材料无关的方式用于金属和包括石墨烯的半导体。
2012-06-29 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
A Numerical Model of Crossed Andreev Reflection and Charge Imbalance
我们提出了一个横向自旋阀结构的局部和非局部输运性质的数值模型，该结构由两个磁电极与第三个垂直的超导电极接触组成。通过考虑一个单一的电子入射在本地F/S接口的传输路径-在交叉或本地Andreev反射，弹性共隧穿或准粒子传输的概率方面-我们表明，这导致非本地电荷不平衡。我们比较这个模型与实验数据从铝坡莫合金（Al/Py）横向自旋阀几何器件，并证明了这种简单的方法在复制实验行为的有效性。
2012-07-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Spin injection and spin accumulation in all-metal mesoscopic spin valves
研究了具有透明界面的横向铁磁金属-铁磁金属-铁磁金属（F/N/F）自旋阀器件中的电注入和自旋积累探测。不同的铁磁金属，坡莫合金（Py），钴（Co）和镍（Ni），被用作电子自旋注入器和检测器。铝（Al）和铜（Cu）都被用作金属氧化物。我们的多终端的几何形状，使我们能够实验分离的自旋阀效应从其他磁阻信号，如异常磁阻（AMR）和霍尔效应。我们发现，AMR贡献的铁磁接触可以支配的自旋阀效应的幅度，使得它不可能观察到的自旋阀效应在一个“传统的”测量几何。在“非本地”自旋阀测量中，我们能够完全隔离自旋阀信号，并在T=4.2 K以及在室温（RT）下观察到清晰的自旋积累信号。对于铝，我们得到的自旋弛豫长度（lambda_{sf}）为1.2 μ m和600 nm，在T=4.2 K和RT分别，而对于铜，我们得到1.0 μ m和350 nm。将Al和Cu中的自旋弛豫时间tau_{sf}与巨磁电阻（GMR）、传导电子自旋共振（CESR）、反弱局域化和超导隧穿实验的理论和结果进行了比较。Py电极产生的自旋阀信号（在RT [T=4.2 K]时α_F λ_F=0.5 [1.2] nm）大于Co电极产生的自旋阀信号（在RT [T = 4.2 K]时α_F λ_F=0.3 [0.7] nm），而Ni电极产生的自旋阀信号（在RT和T=4.2 K时α_F λ_F<0.3 nm）则没有观察到。这些值进行了比较，从GMR实…
2002-07-26 cond-mat.mes-hall
