Micromagnetic simulations of persistent oscillatory modes excited by spin-polarized current in nanoscale exchange-biased spin valves
我们在纳米级交换偏置自旋阀中对电流驱动的磁化动力学进行了3D微磁学模拟，该自旋阀考虑了（i）自旋转移力矩对钉扎层的反作用，（ii）非线性阻尼和（iii）随机热力矩。我们的模拟表明，所有这些因素显着影响电流驱动的动力学，并导致理论预测和实验结果之间更好的协议。特别是，我们观察到，在一个非零的温度和亚临界电流，磁化动力学表现出非稳态行为，其中两个独立的持续振荡模式被激发，竞争的角动量提供的自旋极化电流。我们的研究结果表明，这种多模式的行为可以诱导的热和自旋转移力矩的联合作用。
2008-11-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Fork stamping of pristine carbon nanotubes onto ferromagnetic contacts for spin-valve devices
我们提出了一种制造方案，称为“叉冲压”优化干转移的单个原始碳纳米管（CNT）到铁磁接触电极制造的标准光刻。我们展示了详细的配方无残留的设备制造和原位电流退火悬浮CNT自旋阀设备与铁磁坡莫合金（Py）的接触，并报告初步的运输特性和磁阻实验在低温下。该方案可以直接用于实现更复杂的器件结构，包括多个栅极或超导接触。
2015-04-22 cond-mat.mes-hall
Penetration of a magnetic wall into thin ferromagnetic electrodes of a nano-contact spin valve
我们从理论上分析了纳米接触自旋阀中的磁壁，特别关注磁壁对薄铁磁电极的穿透。我们发现，与布洛赫壁相比，尼尔壁的穿透被退磁能的增加所抑制。我们找到了最佳的纳米接触半径和高度的条件，以最大化磁壁的电流感应振荡的功率。我们还发现，布洛赫壁的热稳定性增加时，纳米接触的半径增加或高度减少。
2013-02-06 cond-mat.mes-hall
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
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 inversion in graphene spin valves by gate-tunable magnetic proximity effect at one-dimensional contacts
石墨烯由于其高迁移率和长自旋扩散长度而具有显著的自旋电子学机会，特别是当封装在六方氮化硼（h-BN）中时。在这里，我们第一次展示了这种封装的石墨烯自旋阀与一维（1D）铁磁边缘接触门可调自旋输运。静电背栅调谐石墨烯的费米能级以探测1D铁磁接触的自旋极化态密度（DOS）的不同能级，其通过在石墨烯中诱导铁磁性的磁邻近效应（MPE）相互作用。与传统的自旋阀相比，在高电阻和低电阻配置之间的切换需要通过施加的磁场或高密度自旋极化电流进行磁化反转，我们提供了一种具有石墨烯中的栅极控制自旋反转的替代路径。所得到的可调MPE采用一个简单的铁磁金属自旋电子器件的承诺，并实现奇异的拓扑状态，从量子自旋霍尔和量子反常霍尔效应，马约拉纳费米子和skyrmions。
2018-02-21 cond-mat.mes-hall
Permalloy-based carbon nanotube spin-valve
在这封信中，我们证明了坡莫合金（Py），一种广泛使用的Ni/Fe合金，形成接触碳纳米管（CNT），满足要求的注入和检测自旋极化电流在碳基自旋电子器件。我们建立的材料质量和磁化特性的Py条的形状合适的电接触，并找到一个尖锐的磁化切换可调的几何形状在一个单一的条在低温下的各向异性磁阻（AMR）。此外，我们表明，Py接触强烈耦合到CNT，相当于Pd接触，从而在低温下形成CNT量子点。这些结果形成了基于Py的CNT自旋阀在隧穿磁阻中表现出非常尖锐的电阻切换的基础，其直接对应于AMR实验中观察到的各个接触中的磁化反转。
2010-09-10 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
Suppression of contact-induced spin dephasing in graphene/MgO/Co spin-valve devices by successive oxygen treatments
通过对石墨烯非局域自旋阀器件的连续氧处理，我们实现了Co/MgO自旋注入和检测电极的接触电阻面积积（$R_cA$）的逐渐增加以及相应差分dV-dI曲线中从线性到非线性特性的转变。通过这种接触的操纵，自旋信号的自旋寿命和幅度可以在相同的器件中显著增加七倍。这表明接触诱导的自旋退相是具有小$R_cA$值的石墨烯器件中自旋传输的瓶颈。随着$R_cA$值的增加，我们进一步观察到第二个电荷中性点（CNP）的出现在栅极相关的电阻测量。同时，我们观察到两个CNP之间的栅极电压分离的减少。自旋输运性质的强烈增强以及电荷输运的变化被解释为通过在氧处理过程中改善氧化物阻挡层来逐渐抑制Co/石墨烯相互作用。
2014-08-06 cond-mat.mes-hall
Spin filter and spin valve in ferromagnetic graphene
我们提出并证明了一个氧化铕诱导和顶栅石墨烯铁磁结可以同时作为一个自旋过滤器以及自旋阀。我们将这样一个显著的结果归因于铁磁石墨烯中半金属带和共同的能隙的共存。我们发现，自旋过滤器和自旋阀可以有效地控制的背栅电压，它们的生存实际的金属接触和有限的温度。具体地，可以利用具有类似于石墨烯的功函数的接触来达到更大的单自旋电流和通态电流，并且自旋过滤器可以在比自旋阀更高的温度下操作。
2015-06-06 cond-mat.mes-hall
Current-field diagram of magnetic states of a surface spin valve in a point contact with a single ferromagnetic film
本文研究了外加磁场H和电流I对铁磁薄膜（F）与金属尖（N）之间自旋阀（SV）效应的影响。为了解释我们的观察，我们提出了一个模型的局部表面SV，这是在这样的N/F接触形成。在该模型中，N/F界面处的铁磁团簇在该SV中扮演自由层的角色。这个集群表现出更大的矫顽场比大部分的铁磁膜，大概是由于其纳米级的性质。最后，我们构造了表面SV作为I和H的函数的磁状态图。
2013-01-31 cond-mat.mes-hall
Role of MgO barriers for spin and charge transport in Co/MgO/graphene non-local spin-valve devices
我们研究了单层和双层石墨烯非局域自旋阀器件中的自旋和电荷输运。类似于以前的双层石墨烯的研究，我们观察到的自旋寿命在我们的单层设备的载流子迁移率的逆依赖。这种普遍趋势仅在具有大接触电阻的器件中观察到。此外，我们观察到的第二个狄拉克峰的设备具有长的自旋寿命。这是由于触点下方的电荷传输造成的。相反，所有具有低欧姆接触电阻的器件仅表现出单个狄拉克峰。此外，自旋寿命显著降低，表明在电极下方发生额外的自旋退相。
2013-09-25 cond-mat.mes-hall
Strong Spin-Filtering and Spin-Valve Effects in a Molecular V-C60-V Contact
基于STM实验中对C60分子操控的最新研究成果，我们从第一性原理出发，研究了Cu（111）表面上带有磁性吸附原子和磁性针尖的STM隧道结中C60分子的结构和电子性质.对于V尖/吸附原子的情况，我们证明了如何在电子输运中观察到由C60介导的磁性V原子之间的自旋耦合，其显示出强烈的自旋过滤效应，允许主要的多数自旋电子通过（>95%）。此外，我们发现一个显着的变化之间的电导平行和反平行自旋极化的结（86%），这表明STM实验应该能够表征这些系统的磁性和自旋耦合。
2012-05-17 cond-mat.mes-hall
Surface Spin-valve Effect
我们报道了在铁磁界面上几个原子层内观察到的类似自旋阀的磁滞现象。我们利用纳米尺度点接触的声子谱作为原位探针来研究这种效应的机理。不同的外电极接触的能量声子峰的不同允许本地化所观察到的自旋切换到纳米薄铁磁层的顶部或底部界面。与我们的数据一致的机制是能量不同的原子薄的表面自旋层，可以在单个铁磁膜内形成电流或场驱动的表面自旋阀。
2007-03-13 cond-mat.mes-hall
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
Current Driven tri-stable Resistance States in Magnetic Point Contacts
正常和铁磁金属之间的点接触进行了研究，使用磁阻和运输光谱测量结合微磁模拟。观察到点接触电阻对偏置电流和外部磁场的明显滞后。据发现，这种滞后电阻可以表现出，除了在普通的自旋阀中发现的双稳态电阻状态，三稳态电阻状态与中间电阻水平。我们解释这些观察的表面自旋阀和自旋涡旋状态，从一个大大修改的自旋结构在铁磁界面接触核心。我们认为，这些表面自旋态，受到削弱的交换相互作用，主导的纳米尺度上的自旋转移力矩的影响。
2009-07-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Effect of anisotropic spin absorption on the Hanle effect in lateral spin valves
我们成功地描述了自旋流的动力学性质，包括横向自旋阀中纵向和横向自旋的不同自旋吸收机制，这使得能够阐明非磁体中的内在自旋输运和弛豫机制。推导的自旋寿命被发现独立的接触类型。从Hanle测量数据中的傅里叶变换提取的自旋电流的渡越时间分布，自旋电流的速度在银与Py/Ag欧姆接触原来比从广泛使用的模型预期的要快得多。
2013-12-29 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
MagnetoResistance of graphene-based spin valves
研究了利用石墨烯作为非磁性材料连接铁磁引线的自旋阀器件的磁电阻效应。作为一个初步的步骤，我们首先研究的导电性的石墨烯条连接到金属接触的各种铅参数，并证明，所得的导电性是相当不敏感的。然后计算了自旋阀器件在平行和反平行自旋极化配置下的电导率，发现电导率仅微弱地依赖于引线的相对自旋取向，因此系统的磁电阻$MR$很小. $MR$的小是石墨烯导电性与引线的电子细节几乎无关的结果。我们的研究结果表明，尽管石墨烯具有使其对自旋电子器件具有吸引力的特性，但基于石墨烯的自旋阀的性能可能很差。
2007-10-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
An observation of spin-valve effects in a semiconductor field effect transistor: a novel spintronic device
我们提出了第一个自旋电子半导体场效应晶体管。该器件的注入极和集电极接触由具有不同矫顽场的磁性坡莫合金薄膜制成，使得它们可以在不同的外加磁场中彼此平行或反平行磁化。导电介质是在AlSb/InAs量子阱中形成的二维电子气（2DEG）。从这个设备的数据表明，它的电阻是由两种不同类型的自旋阀效应控制：第一个发生在铁磁-2DEG接口;和第二发生在接触之间的直接传播。
1999-02-03 cond-mat.mes-hall
Valley filter and valley valve in graphene
已知的是，石墨烯的窄弹道带中的最低传播模式可能缺乏较高模式的双重谷简并性。根据带轴的结晶取向，最低模式混合两个谷或主要位于单个谷中（根据传播方向选择）。我们表明，使用紧束缚模型计算，非平衡谷极化可以实现在一张石墨烯，电流注入后，通过弹道点接触锯齿形边缘。通过将栅极电压局部施加到点接触区域，可以反转极性。串联的两个谷滤波器可以起到静电控制的“谷阀”的作用，代表与熟悉的自旋阀对应的零磁场。
2006-08-28 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 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
Inelastic transport in molecular spin valves
我们提出了一个非弹性散射的各种纳米器件，即H $_2$分子夹在Pt触点之间的传输特性的影响的研究，和一个自旋阀由一个有机分子连接到模型半金属铁磁电流/电压探针。在这两种情况下，我们使用紧束缚的Su-Schrieffer-Heeger哈密顿量和非弹性效应处理的多通道方法，包括泡利不相容原理。在H $_2$分子的情况下，我们发现，非弹性背散射是负责下降的差分电导在偏置大于激发能的较低的分子声子模式。在自旋阀的情况下，我们研究了不同的自旋电流和磁阻作为费米能级相对于自旋极化带边的位置的函数。一般来说，非弹性散射降低了电流的自旋极化，从而降低了磁阻。
2005-11-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Rectification of radio frequency current in giant magnetoresistance spin valve
报道了一种在交换偏置自旋阀巨磁电阻（GMR）带中实现的高效自旋二极管效应。在这样的多层结构中，沿着垂直方向的电流分布的对称性被破坏，结果，出现作用在磁性自由层上的未补偿的奥斯特场。这个场又是磁化进动的驱动力。由于GMR效应，条带的电阻跟随磁化动力学振荡。这导致所施加的射频电流的整流并感应出直流电压$V_{DC}$。我们提出了一个理论描述这种现象，并计算自旋二极管的信号，$V_{DC}$，作为一个函数的频率，外部磁场，并在外部磁场施加的角度。理论预测和实验数据之间取得了令人满意的定量一致。最后，我们表明，自旋二极管的信号在GMR器件是显着强于各向异性的磁电阻坡莫合金为基础的设备。
2014-10-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Resonant magnetoresistance in organic spin-valves
从理论上研究了表面态对镍基有机自旋阀磁电阻效应的影响。特别是，我们进行{ \it ab initio}电子输运计算的苯硫醇分子化学连接到Ni [001]表面，并通过Te接触到另一个Ni [001]表面，或终止于硫醇基团和探测的Ni STM尖端。在S-和Te-键合的分子的情况下，我们发现作为偏置的函数的自旋电流的大的不对称性，虽然$I$ - $V$是相当对称的。这导致磁电阻对偏置的平滑但非单调依赖性。与此相反，在STM型几何形状的情况下，我们证明了自旋电流和磁阻可以显着改变与偏置。这是衬底的自旋极化表面状态和尖端的$d$壳带边之间的共振的结果。
2006-10-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Confined dissipative droplet solitons in spin-valve nanowires with perpendicular magnetic anisotropy
磁耗散液滴是在具有垂直磁各向异性的纳米接触自旋阀中激发的局域化的强非线性动力学模式。这些模式在磁存储和计算的纳米结构中找到了潜在的应用，但耗散液滴的研究迄今为止仅限于扩展的薄膜。在这里，数值分析和渐近分析被用来证明在受限结构中的新孤子的存在和性质。随着纳米线的宽度随着其中心处的固定尺寸的纳米接触而减小，所观察到的模式经历从完全局部化的二维液滴到二维液滴边缘模式的转变，然后是脉动的一维液滴。这些孤子被解释为经典的，保守的孤子的耗散版本，允许的模式和分岔机制的分析描述。所提出的结果开辟了新的可能性，低维孤子的研究和纳米结构中的液滴应用。
2013-08-22 cond-mat.mes-hall
Gate-dependent spin-torque in a nanoconductor-based spin-valve
本文讨论了自旋阀中的自旋力矩效应，自旋阀由两个铁磁引线通过一个相干的纳米导体（NC）连接，在限制条件下，一个单一的通道的NC位于附近的费米能量的引线。由于NC内部的量子干涉，自旋力矩相对于多通道无序自旋阀的情况呈现出明显的质的差异。特别地，它可以用NC栅极电压调制。原则上，这种调制可以通过实验观察到，假设自旋扭矩影响与NC直接接触的铁磁纳米畴。
2011-06-17 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
Topological insulator based spin valve devices: evidence for spin polarized transport of spin-momentum-locked topological surface states
自旋动量螺旋锁定是三维拓扑绝缘体（TI）中非平凡拓扑表面态（TSS）的重要性质之一。它是TSS的标志性拓扑保护（抑制弹性后向散射）的基础，也是许多奇异物理学的基础（例如，马约拉纳费米子）和器件应用（例如，自旋电子学）预测的TI。基于这种自旋-动量锁定，在TI表面上流动的电流将在垂直于电流的特征面内方向上自旋极化，并且当电流方向反转时自旋极化将反转。在输运测量中观察这样的自旋螺旋电流是TI研究和应用的主要目标。我们报告自旋相关的传输测量自旋阀设备制作剥离薄片的Bi 2Se 3（原型3D TI）与铁磁（FM）镍接触。施加面内磁场（B）沿Ni接触的易磁化轴方向，我们观察到相反的B场方向之间的滞后磁阻（MR）的不对称性。MR中的不对称性的极性可以通过反转DC电流的方向来反转。所观察到的非对称MR可以被理解为TI表面上的电流诱导的自旋极化（由于TSS的自旋动量锁定）和自旋极化的铁磁接触之间的自旋阀效应。我们的结果为TSS中的自旋螺旋电流提供了直接的输运证据。
2014-03-05 cond-mat.mes-hall
Nanosecond spin relaxation times in single layer graphene spin valves with hexagonal boron nitride tunnel barriers
我们提出了一个实验研究的自旋输运在单层石墨烯使用六方氮化硼（h-BN）的原子片作为自旋注入的隧道势垒。虽然h-BN有望有利于自旋注入，但以前的实验研究无法在纳秒范围内实现自旋弛豫时间，这表明接触可能存在潜在问题。在这里，我们研究了具有h-BN势垒的石墨烯自旋阀中的自旋弛豫，并观察到超过纳秒的室温自旋寿命，这提供了实验证实，h-BN确实是用于自旋注入石墨烯的良好势垒材料。通过对不同厚度的h-BN进行测量，我们表明，对于在石墨烯中实现高非局域自旋信号和更长的自旋弛豫时间，少层h-BN是比单层更好的选择。
2016-08-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Charge and spin transport in spin valves with anisotropic spin relaxation
研究了自旋轨道分裂对由大量子点和两个铁磁接触的二维电子气组成的自旋阀中电子输运的影响。在结构反转不对称（SIA）和体反转不对称（BIA）的存在下，自旋弛豫时间的巨大各向异性已被预测。我们展示了这种各向异性如何影响电子输运性质，如角磁阻和自旋转移矩。与直觉相反，各向异性自旋弛豫过程有时会增强自旋积累。
2006-10-27 cond-mat.mes-hall
Room-temperature spin transport in n-Ge probed by four-terminal nonlocal measurements
我们演示了在室温下使用四端非局域自旋阀和Hanle效应测量在具有Heusler合金肖特基隧道接触的横向自旋阀（LSV）器件中的$n$型Ge（$n$-Ge）中的电自旋注入和检测。所用Ge层（$n \sim$ 1 $\times$ 10 $^{19}$ cm $^{-3}$）在296 K下的自旋扩散长度（$λ$ $_{\rm Ge}$）估计为$\sim$ 0.44 $\pm$ 0.02 $μ$ m。对于具有相对低的电阻-面积积（$RA$）值（$\le$ 1 k $Ω$ $μ$ m $^{2}$）的LSV，可以在低偏置电压范围（$\le$ 0.7 V）下可再现地观察到室温自旋信号。这意味着这里使用的肖特基隧道接触比铁磁体/MgO隧道接触（$RA \ge$ 100 k $Ω$ $μ$ m $^{2}$）更适合于开发Ge自旋电子应用。
2017-08-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Nonlinear Valley and Spin Valves in Bilayer Graphene
本研究利用 Fe3GeTe2 接触的双层石墨烯器件观察二阶非线性自旋电流及自旋阀行为，揭示铁磁邻近诱导的面外谷极化及其与自旋的耦合。
2024-12-04 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
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
Room-temperature spin-lifetime anisotropy exceeding 60 in bilayer graphene spin valves proximity coupled to WSe$_2$
nd Institute of Physics and JARA-FIT, RWTH Aachen University（亚琛工业大学第二物理研究所和JARA-FIT）；Peter Grünberg Institute (PGI-9), Forschungszentrum Jülich（于利希研究中心彼得·格林贝格研究所（PGI-9））
研究通过近邻耦合实现双层石墨烯自旋阀中室温自旋寿命各向异性超过60，揭示了自旋轨道耦合对自旋寿命的影响。
2026-02-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Supramolecular Spin Valves
磁性分子作为自旋电子器件设计的构建模块具有很高的潜力。此外，分子材料的使用为控制使用自下而上（例如超分子）处理技术开辟了道路，该技术将大规模并行自制造与常规自上而下纳米结构化技术相结合。基于巨磁电阻（GMR）、隧道磁电阻（TMR）和自旋阀效应的固态自旋电子器件的发展使磁存储应用领域发生了革命性的变化。最近，有机半导体被插入到纳米尺寸的隧道结中，允许增强自旋反转，在耦合到磁性电极的单个非磁性分子中观察到巨磁阻行为，并且提出了在混合器件中使用单分子磁体（SMM）的量子隧穿性质。在此，我们提出了一个原始的设备中，一个非磁性的分子量子点，由单壁碳纳米管（SWCNT）与非磁性电极接触，通过超分子相互作用横向耦合到TbPc 2-SMM（Pc =酞菁），这提供了一个本地化的磁矩。通过扫描的磁场的单壁碳纳米管的电导调制，表现出的磁电阻比之间的全极化和非极化SMM低于1 K的高达300%。因此，我们证明了一个超分子自旋阀的功能，没有磁引线。我们的研究结果开辟了电路集成和实现新器件功能的前景。
2013-04-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Universal angular magnetoresistance and spin torque in ferromagnetic/normal metal hybrids
铁磁/正常金属（F/N）异质结构的电阻取决于结的性质，所述结可以是隧道势垒、点接触或金属间界面。对于所有的结类型，无序的F/N/F垂直自旋阀的电阻作为磁化矢量之间的角度的函数被示出服从一个简单的普遍规律。自旋电流感生的磁化力矩可以通过这些自旋阀的角磁阻来测量。所得结果可推广到任意磁电子电路。
2002-05-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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 and Relaxation in Graphene
我们回顾了我们最近在石墨烯中自旋注入、输运和弛豫方面的工作。利用非局域磁电阻（MR）测量研究了单层石墨烯（SLG）中的自旋注入和输运。使用透明接触（Co/SLG）或隧穿接触（Co/MgO/SLG）进行自旋注入。与隧道接触，非局部MR增加了约1000倍，自旋注入/检测效率大大提高从~1%（透明接触）到~ 30%。利用非局域Hanle测量研究了石墨烯自旋阀的自旋弛豫。对于透明接触，自旋寿命在50-100 ps的范围内。表面化学掺杂的影响表明，自旋寿命的顺序为100 ps，杂质散射（金）是不是占主导地位的自旋弛豫机制。当使用隧道接触来抑制接触诱导的自旋弛豫时，我们观察到自旋寿命在室温下长达771 ps，在SLG中在4 K下为1.2 ns，在双层石墨烯（BLG）中在20 K下为6.2 ns。此外，在SLG和BLG中观察到相反的自旋弛豫行为。我们发现，Elliot-Yafet自旋弛豫占主导地位的SLG在低温下，而Dyakonov-Perel自旋弛豫占主导地位的BLG在低温下。栅极可调自旋输运的研究使用的SLG属性的栅极可调导电性，并结合不同类型的接触（透明和隧道接触）。与理论预测一致，非本地MR是成正比的SLG导电性透明接触和变化成反比的SLG导电性隧道接触。最后，研究了SLG中的双极自旋输运，观察到了透明接触的SLG自旋阀的电子-空穴不对称性。
2011-08-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin lifetimes exceeding 12 nanoseconds in graphene non-local spin valve devices
在室温下，单层石墨烯非局域自旋输运器件的自旋寿命为12.6 ns，自旋扩散长度为30.5 μm.这是通过在Si/SiO $_2$衬底上制造Co/MgO电极和随后在该电极结构的顶部上干法转移石墨烯-hBN叠层来实现的，其中需要大的hBN薄片以减少溶剂沿着hBN-衬底界面的进入。有趣的是，尽管导电扫描力显微镜和接触电阻测量揭示了整个MgO自旋注入/检测势垒的导电针孔的存在，观察到长的自旋寿命。观察到的单层石墨烯中的自旋寿命与先前的设备相比提高了6倍，超过了接触诱导的自旋弛豫的当前模型，这为探测石墨烯的固有自旋特性铺平了道路。
2016-02-08 cond-mat.mes-hall
Higher cumulants of voltage fluctuations in current-biased diffusive contacts
本文用半经典级联法计算了任意温度和电压下电流偏置扩散金属接触电阻$R$中电压的第三和第四累积量。第三累积量在高温下等于$e^2R^3I/3$，在低温下等于$4e^2R^3I/15$，而第四累积量在高温下等于$2e^2R^3T/3$，在低温下等于$(34/105)e^3R^4I$。
2003-04-30 cond-mat.mes-hall
Magneto shot noise in noncollinear diffusive spin-valves
本文发展了一种半经典Boltzmann-Langevin理论，研究了由隧道接触连接到非共线磁化的铁磁库的扩散正常金属自旋阀中的自旋极化散粒噪声。通过考虑正常金属中自旋反转过程和自旋积累矢量的进动，得到了涨落自旋电荷分布和电流密度矩阵关联的基本方程.将该理论应用于双端FNF结构，我们发现，对于自旋反转强度小且极化程度大的端部，散粒噪声散粒噪声随磁化矢量夹角的变化呈现非单调变化。虽然散粒噪声几乎与平行配置的正常结构值不变，并且增加到远高于反平行配置的正常值，但是它在中间角度处基本上受到抑制，这取决于N金属和隧道接触的电导的比率。我们还证明了显着的效果的极化和自旋翻转散射的散粒噪声，揭示了弛豫和旋进之间的相互作用，在N金属的自旋积累矢量。
2006-04-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Nanoconstriction Microscopy of the Giant Magnetoresistance in Cobalt/Copper Spin Valves
我们利用纳米尺度的点接触来研究Co/Cu自旋阀中少数Co畴的巨磁电阻效应。测得的数据显示出强烈的设备到设备的GMR曲线，我们归因于没有平均在许多领域的差异。GMR比随偏置电流的增加而减小。对于一个特定的器件，这伴随着两个不同的GMR平台的发展，平台水平取决于偏置极性和磁场的扫描方向。我们将所观察到的行为归因于电流引起的磁化强度的变化，包括由于磁振子的非相干发射和自场效应引起的自旋转移。
1999-11-09 cond-mat.mes-hall
Meissner Effect Probing of Odd-Frequency Triplet Pairing in Superconducting Spin Valves
超导关联是磁性系统中的长程关联，由于其自旋极化特性和在自旋电子学器件中的潜在应用而引起人们的广泛关注。虽然实验已经证明这种相关性的缓慢衰减，但事实证明，更难获得其奇频特征的确凿特征，这是例如其无间隙行为的原因。我们在这里证明，一个正常的金属与超导自旋阀接触的磁化率响应正好提供了这个签名，即在一个异常的“积极的”迈斯纳效应的形式，可以调谐回一个传统的“消极的”迈斯纳响应简单地通过改变自旋阀的磁化结构。
2014-01-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Switching of a Quantum Dot Spin Valve by Single Molecule Magnets
我们从理论上探讨了自旋输运的纳米结构组成的金量子点桥接电极和两个Mn 12-Ph单分子磁铁（SMM）的硫醇键合的点，但不直接接触的电极。我们发现，通过施加磁场使任一SMM的磁矩反转导致点的电阻的大的变化，即，强自旋阀效应。我们表明，这种现象产生于一个新的物理原理：自旋相关的分子轨道，延伸到点和两个SMM急剧变化时，任何SMM的磁矩是逆转的，导致通过这些轨道的传导的大的变化。相同的物理学也可能是最近由Urdampilleta、Klyatskaya、Cleuziou、Ruben和Wernsdorfer [Nature Mater. 10，502506（2011）]
2013-03-08 cond-mat.mes-hall
Hysteresis in the Conductance of Asymmetrically Biased GaAs Quantum Point Contacts with in-plane Side Gates
我们已经观察到的共模偏置施加到两个面内侧栅极的非对称偏置GaAs量子点接触的正向和反向扫描之间的滞后。磁滞回线的大小随着两侧栅极之间的偏置不对称的量而增加，并且取决于偏置不对称的极性。我们认为，在量子点接触的狭窄部分，滞后可能构成自发自旋极化的另一个间接证据。
2014-03-16 cond-mat.mes-hall
THz-Driven Floquet Spin Valve-Modulator
Bogoliubov Laboratory of Theoretical Physics, JINR（博戈柳博夫理论物理实验室，欧洲核子研究中心）；Dubna State University（杜布纳国立大学）
研究一维量子环中自旋相关量子输运，基于散射矩阵框架，利用太赫兹场实现高精度自旋通道切换，借助电子游标效应产生选择性自旋相位旋转器等，提供热免疫、高速替代传统半导体静态自旋晶体管的方案。
2026-10-27 cond-mat.mes-hall
Decay of spin polarized hot carrier current in a quasi one-dimensional spin valve structure
本文研究了自旋阀结构中自旋极化热载流子电流的空间衰减，该结构由半金属铁磁接触和半导体量子线组成。由于Rashba自旋轨道相互作用引起的半导体中的D 'yakonov-Perel'自旋弛豫，电流衰减。相关的弛豫长度被发现随着晶格温度的增加而减少（在30-77 K的范围内），并表现出非单调依赖于驱动电流的电场。的弛豫长度是几十微米，这是至少一个数量级大于已在可比的温度，Rashba相互作用强度和电场的二维结构的理论计算。这种改进是一维载流子限制的结果，其不一定抑制载流子散射，但仍然抑制D 'yakonov-Perel'自旋弛豫。
2003-10-10 cond-mat.mes-hall
Evidence for crossed Andreev reflection in superconductor-ferromagnet hybrid structures
我们测量了用电子束光刻和阴影蒸发制作的铝铁自旋阀结构的非局域电阻。样品几何形状由铝棒和两个或多个铁磁线组成，铁磁线以彼此不同的距离与铝形成点接触。在铝的正常状态下，我们观察到一个自旋阀信号，这使我们能够控制铁磁接触的磁化的相对取向。在超导状态下，在低温和激励电压远低于间隙，我们观察到一个自旋相关的非本地电阻衰减在一个较小的长度尺度比正常状态的自旋阀信号。该信号的符号、幅度和衰减长度与交叉Andreev反射（CAR）的预测一致。
2004-11-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Conductance of Ferro- and Antiferro-magnetic single-atom contacts: A first-principles study
利用第一性原理研究了由磁性针尖和吸附在磁性表面上的吸附原子组成的五个单原子磁性结的自旋相关电导，Co-Co/Co（001）和Ni-X/Ni（001）（X=Fe，Co，Ni，Cu）结。当自旋组态由铁磁性变为反铁磁性时，自旋向上的电导增大，自旋向下的电导减小。对于含有磁性吸附原子的结，由于自旋向下电导的减小抵消了自旋向上电导的增加，几乎不存在自旋阀效应。对于含吸附原子的Ni-Cu/Ni（001）结，在总电导变化22%的情况下，获得了自旋阀效应。此外，自旋组态的改变增强了Ni-Fe/Ni（001）结的自旋过滤效应，但抑制了其它结的自旋过滤效应。
2013-06-14 cond-mat.mes-hall
A double-dot quantum ratchet driven by an independently biased quantum point contact
研究了双量子点与强偏压量子点接触的耦合，每个量子点都嵌入独立的电路中。对于弱的点间隧穿，我们观察到一个有限的电流流过无偏的库仑阻塞DQD响应于QPC上的强偏压。通过DQD的电流的方向由两个量子点的能级的相对失谐确定。结果被解释在由附近的QPC激发的DQD的量子棘轮现象。
2006-08-22 cond-mat.mes-hall
Current-induced magnetization changes in a spin valve due to incoherent emission of non-equilibrium magnons
我们描述了铁磁/正常金属/铁磁自旋阀点接触中的自旋转移。通过电子的非相干磁振子发射机制，自旋从自旋极化器件电流转移到自由层的磁化。我们的方法是基于速率方程的磁振子占领，使用费米的黄金法则的磁振子发射和吸收和非平衡电子分布的偏置自旋阀。磁振子发射降低了自由层的磁化强度。对于反平行排列的磁化层和在临界偏压的磁振子雪崩发生，其特征在于由发散的有效磁振子温度。这种临界行为会导致磁化反转，从而抑制磁振子发射。然而，磁振子-磁振子散射可以导致磁振子浓度在大但有限的值处饱和。进一步的行为取决于系统的参数。特别是，磁振子浓度的逐渐演变，随后的磁化反转是可能的。另一种情况对应于磁振子浓度的阶梯状增加，然后缓慢下降。在后一种情况下，由于电子-磁振子散射的贡献，预计微分电阻会出现尖峰。所得结果与现有的实验数据和理论方法的比较。
2004-12-14 cond-mat.mes-hall
