Tunneling Magnetoresistance and Spin-Dependent Diode Performance in Fully Epitaxial Magnetic Tunnel Junctions with Rock-salt Type ZnO/MgO
我们制备了具有双层隧道势垒的完全外延Fe/ZnO/MgO/Fe磁性隧道结（MTJ），其中ZnO具有亚稳态岩盐晶体结构。我们观察到一个高的磁阻比高达96%，在室温下（RT），并发现这些MTJ具有不对称的电流-电压特性，其整流性能在很大程度上取决于铁电极的磁化取向。二极管的责任在零偏置电压（$β_{0}$），这是一个重要的性能指标收获应用，观察到高达1.3 A/W在RT的反平行排列的磁化，同时保持相当低的电阻面积（RA）的产品（几十k ${Ωμ}$ m $^2$）。即使具有相同的顶部和底部电极（Fe），所获得的$β_{0}$值也与由具有多晶相异电极的非晶双层隧道势垒组成的所报道的高性能隧道二极管的值相当。这强烈地表明，外延ZnO/MgO双层隧道势垒是有效的增强$β_{0}$，而没有显着增加的RA。此外，我们证明了零偏置异常的隧道电导，这源于磁振子激发在Fe/势垒界面，起着至关重要的作用，在观察到的自旋相关二极管的性能。结果表明，具有双层隧道势垒的全外延MTJ是建立高性能高频整流系统的有希望的候选者。
2019-06-14 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic Diode Effect in Double Barrier Tunnel Junctions
本文提出了非对称磁性双势垒结中自旋相关隧穿的量子统计理论，用一个解析表达式描述了$both$弹道隧穿和扩散隧穿。这表明，这两个隧穿制度之间的过渡的关键参数是电子散射。对于这些结的I-V特性和隧道磁阻（TMR）的一个强的不对称行为的预测，可以通过施加磁场控制。这种现象与中间金属层中的量子阱态有关。在正电压和负电压下，电流和TMR中的相应谐振急剧相移。
2001-10-02 cond-mat.mtrl-sci
Coaxial Nanowire Resonant Tunneling Diodes from non-polar AlN/GaN on Silicon
利用等离子体辅助分子束外延技术在n-Si（111）衬底上生长AlN/GAN核壳纳米线异质结，制备了共振隧穿二极管。通过使用同轴几何形状，这些装置利用非极性（m平面）纳米线侧壁。器件建模预测非极性取向应增强共振隧穿相比，极性结构和AlN双势垒将导致更高的峰谷电流比相比，AlGaN的障碍。电测量合奏的纳米线显示负微分电阻只出现在低温下。单个纳米线的测量结果显示，在室温下，峰值电流密度为5*10^5 A/cm^2时，纳米线的微分电阻为负。
2012-03-23 cond-mat.mtrl-sci
Spin-Torque Diode Measurements of MgO-Based Magnetic Tunnel Junctions with Asymmetric Electrodes
本文详细研究了CoFeB/MgO/CoFe/NiFe磁性隧道结中的自旋力矩二极管效应。从不同角度的磁场的共振频率的演变，我们清楚地确定了自由层模式，并找到一个很好的协议，考虑到几个条款的磁各向异性模拟。此外，我们证明了在我们的结与非对称电极的面内扭矩相比，面外扭矩的贡献很大。因此，我们提供了一种方法来提高这些器件的灵敏度，用于检测微波频率。
2011-03-16 cond-mat.mtrl-sci
All-MOCVD-Grown Gallium Nitride Diodes with Ultra-Low Resistance Tunnel Junctions
我们仔细研究了生长后激活退火、δ剂量和p+-GAN层厚度等三个重要因素，并通过实验证明了它们对基于隧道结（TJ）p接触的GAN p-n同质结二极管电学性能的影响。p-n二极管和TJ结构通过金属有机化学气相沉积（MOCVD）在单个生长步骤中单片地生长。通过优化镁（Mg）激活的退火时间和温度以及在TJ界面处引入施主和受主的δ剂量，实现了电学性能的显著改善。对于连续生长的全MOCVD GAN同质结TJ，在20 A/cm 2和100 A/cm 2的电流密度下分别获得158 mV和490 mV的超低正向电压惩罚。具有特制TJ的p-n二极管在5 kA/cm 2下的归一化差分电阻为1.6 x 10-4 Ω-cm 2，创历史新低。
2020-11-26 cond-mat.mtrl-sci
Ab initio design of quaternary Heusler compounds for reconfigurable magnetic tunnel diodes and transistors
可重构磁隧道二极管和晶体管是自旋电子学中的一个新概念。实现这种器件需要使用具有独特自旋相关电子特性的材料，例如半金属磁体（HH2S）和无自旋带隙半导体（SGS）。四元Heusler化合物提供了一个独特的平台，以设计具有相似晶格常数的同一系列化合物HPLC1和SGS，从而使器件的连续间隔物的相干生长成为可能。采用国家的最先进的第一性原理计算，我们扫描的四元赫斯勒化合物，并确定合适的候选人，这些自旋电子器件结合所需的属性：（i）具有相当大的能隙或SGS的自旋间隙低于和高于费米能级，（ii）高居里温度，（iii）凸包能量距离小于0.20 eV，和（iv）负形成能量。我们的研究结果铺平了道路的实验实现所提出的磁性隧道二极管和晶体管。
2020-01-20 cond-mat.mtrl-sci
N-polar GaN/AlN resonant tunneling diodes
采用等离子体辅助分子束外延技术在单晶N极性GAN衬底上实现了N极性GAN/AlN共振隧穿二极管。室温下的电流-电压特性揭示了一个负微分电导（NDC）区，在正向偏压为~8 V时，峰值隧穿电流为6.8 $\pm$ 0.8 kA/cm $^2$。在~ $-$ 4 V处测得极化感生阈值电压。用与金属相反的极化场很好地解释了这些谐振和阈值电压。极性对应物，确认RTD的N极性。当器件在NDC区偏置时，在外部电路中产生电子振荡，证明了共振隧穿现象的鲁棒性。与金属极性RTD相比，N极性结构的发射极位于共振隧穿腔的顶部。因此，这种器件架构开辟了通过共振隧穿注入$-$与III族氮化物半导体无缝连接$-$的可能性，为探索新的器件物理提供了一条途径。
2020-10-06 cond-mat.mtrl-sci
Tunnel-injected sub-260 nm ultraviolet light emitting diodes
报道了一种基于偏振设计的Al0.75Ga0.25N/ In0.2Ga0.8N隧道结结构的隧道注入深紫外发光二极管（UVLED）。隧道注入UV LED结构实现了底部和顶部接触层的n型接触。然而，实现与宽带隙n-AlGaN层的欧姆接触是具有挑战性的，并且通常需要高温接触金属退火。在本工作中，我们采用了一种成分渐变的顶部接触层的非合金金属接触，并获得了一个低的接触电阻Rc= 4.8 × 10 -5欧姆cm ~ 2的n-Al_（0.75）Ga_（0.25）N。我们还观察到，通过将Mg掺杂浓度从6.2 × 1018 cm-3增加到1.5 × 1019 cm-3，在1 kA/cm 2下，正向工作电压从30.9 V显著降低到19.2 V。通过257 nm处的光发射证实了Eg>5.2 eV的宽带隙Al 0.75 Ga 0.25 N的非平衡空穴注入。本工作证明了隧道空穴注入深紫外发光二极管的可行性，并为高功率深紫外发光二极管的设计提供了一种新的结构。
2017-03-01 cond-mat.mtrl-sci
Proposal for semiconductor-free negative differential resistance tunnel diode with ultra-high peak-to-valley current ratio
负微分电阻（NDR）隧道二极管是有前途的替代器件的超CMOS计算，因为它们提供了几个潜在的应用时，与晶体管集成。我们提出了一种新的无阻NDR隧道二极管的概念，具有超高的峰谷电流比（PVCR）值。我们提出的负阻二极管由两个冷金属电极组成，由一个薄的绝缘隧道势垒隔开。NDR效应源于冷金属电极的独特电子能带结构，即，费米能级周围的隔离金属带的宽度以及分隔较高和较低能带的能隙确定隧道二极管的电流-电压（$I$ - $V$）特性和PVCR值。通过适当选择冷金属电极材料，可以获得传统的N型或$Λ$型NDR效应。二维（2D）材料为实现所提出的NDR隧道二极管提供了独特的平台。为了证明概念的证明，我们采用非平衡格林函数方法结合密度泛函理论来计算基于2D冷金属的横向（Al I $_2$ /Mg I $_2$ /Al I $_2$）和垂直（NbS $_2$ /h-BN/NbS $_2$）异质结隧道二极管的$V$特性。对于横向隧道二极管，我们获得了$Λ$型NDR效应，在室温下具有10 $^{16}$的超高PVCR值，而垂直隧道二极管表现出常规N型NDR效应，具有约10 $^4$的较小PVCR值。所提出的概念为NDR器件提供了一种无阻容器的解决方案，以实现具有超高PVCR值的期望的$I$ - $V$特性，用于存储器和逻辑应用。
2022-10-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
A Tunnel Diode Oscillator for High Sensitivity Broad Temperature Range Susceptibility Measurements
我们报告的设计和操作的一个多功能的隧道二极管振荡器的高灵敏度（50 ppb）测量的磁化率的样品在很宽的温度范围内（1.7-100 K），可以使用一个简单的液氦存储杜瓦瓶。该设计允许在样品上施加电场以搜索磁电效应。
2021-09-22 cond-mat.mtrl-sci physics.ins-det
Experimental realization of single electron tunneling diode based on vertical graphene two-barrier junction
通常，石墨烯在其水平方向上用于设计新概念器件。在这里，我们报告了一个单电子隧穿二极管的基础上量子隧穿通过垂直石墨烯双势垒结。通过将扫描隧道显微镜（STM）尖端定位在沉积在石墨表面上的石墨烯纳米颗粒上方来形成结。由于双势垒结的不对称性，电子可以从针尖单向转移到石墨烯纳米管，但不能从石墨烯单向转移到针尖。这一结果为在垂直方向上设计新型石墨烯晶体管提供了有趣的机会。
2012-04-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Voltage-Controlled Spin Selection in a Magnetic Resonant Tunnelling Diode
我们制作了基于（Zn，Mn，Be）Se材料体系的所有Ⅱ-Ⅵ族半导体共振隧穿二极管，并研究了它们的电流-电压特性。当受到外部磁场时，量子阱中能级的自旋分裂导致透射共振分裂成两个单独的峰。这被解释为通过自旋极化能级的隧穿传输的证据，并且可能是朝向电压控制的自旋过滤器的第一步。
2003-05-07 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
Radio-frequency impedance measurements using a tunnel-diode oscillator (TDO) technique
介绍了一种基于隧道二极管振荡器（TDO）的谐振法，用于材料相对阻抗变化的精密测量。该系统由一个有效的自谐振LC储能电路驱动的正偏置隧道二极管工作在其负阻区。被研究的样品被放置在感应线圈的芯中，阻抗变化直接从测量的谐振频率的偏移来确定。定制的低温插入件用于将该实验与商业6000型物理性质测量系统（Quantum Design）集成。对锰基钙钛矿样品的测试表明，这种方法非常适合于研究这些材料的磁阻抗效应。
1999-04-01 cond-mat.mtrl-sci physics.ins-det
Polarization-induced Zener Tunnel Diodes in GaN/InGaN/GaN Heterojunctions
通过在氮极性GAN pn结中插入InGaN薄层，研究了极化诱导齐纳隧道结。反向偏置带间齐纳隧穿电流被发现是弱的温度依赖性，而不是强烈的温度依赖性的正向偏压电流。这表明隧穿是主要的反向偏置电流传输机制。InGaN层中的铟成分被系统地改变以证明带间隧穿电流的增加。将实验测得的隧穿电流与模型进行比较，有助于确定将这种结潜在地用于氮化物基极化诱导隧穿场效应晶体管的具体挑战。
2015-08-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Polarization-engineered GaN/InGaN/GaN tunnel diodes
我们报告的设计和演示的极化工程GAN/InGaN/GAN隧道结二极管具有高电流密度和低隧道导通电压。WKB计算被用于建模和设计具有窄带隙InGaN基势垒层的隧道结。采用分子束外延技术生长了N极性p-GaN/In 0. 33 Ga 0. 67 N/n-GaN异质结隧道二极管。在1V的反向偏压下获得了118 A/cm ~ 2的高电流密度，最大电流密度达到9.2kA/cm ~ 2。这些结果代表了III族氮化物隧道结中报道的最高电流密度，并证明了III族氮化物隧道器件在广泛的光电和电子应用中的潜力。
2010-08-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other quant-ph
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
Determination of carrier density and dynamics via magneto-electroluminescence spectroscopy in resonant tunneling diodes
研究了具有In $_{0.15}$ Ga $_{0.85}$ As量子阱和发射极预阱的纯n掺杂GaAs/Al $_{0.6}$ Ga $_{0.4}$ As共振隧穿二极管的磁输运和磁致发光特性。在共振电流条件之前，磁输运测量揭示了具有和不具有发射极预阱的二极管的载流子密度。朗道能级分裂中观察到的电致发光发射从发射极预阱，使载流子建立的测定。我们的研究结果表明，磁致发光光谱技术提供了有用的见解的载流子的动态共振隧穿二极管，是一个通用的工具，以补充磁输运技术。这种方法将推动开发潜在的更有效的光电共振隧穿器件的方式，例如，监控电压相关的电荷积累，以改善内建场，并因此使光电探测器效率最大化和/或使光损耗最小化。
2020-12-29 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Exciton fission via ultrafast long-range resonant tunnelling in organic photovoltaic diodes
我们提出了一个激子/晶格模型的聚合物半导体异质结中的初级光激发的电子动力学，其中包括聚合物π堆叠，充满活力的无序，声子弛豫。从我们的模型的结果是一致的，最近的实验证据表明，激子直接衰减到定义明确的极化子在一个子100 fs的时间尺度，这是大大快于激子弛豫过程。在多个样品的平均值，我们发现，作为界面偏移的增加，相当大一部分的电子态密度的能量区域中的初始激子进行显着的电荷转移字符与两个电荷分离的模型晶格的外部区域。结果表明，这种电流产生的状态的密度略有增加，如果靠近界面的区域是更无序的。然而，由于它们的态密度与主激子的激发线形状重叠，我们证明了激子有可能在超快时间尺度上通过隧穿直接衰减到产生电流的状态。我们发现这个过程是独立的充满活力的无序在系统中的位置，因此，我们希望通过共振隧穿激子裂变是这些系统的一个普遍存在的功能。
2013-09-23 cond-mat.mtrl-sci
Resonant tunneling diode with spin polarized injector
我们研究了II-VI族半导体共振隧穿二极管与稀磁半导体注入器耦合的电流-电压特性。由于外部磁场的作用，注入器中产生了巨大的塞曼分裂，这改变了器件的能带结构，强烈影响了输运性质。我们发现一个很大的增加，伴随着位移的共振峰振幅随着电场的增加到更高的电压。我们讨论了一个模型，该模型表明，这种效应是由三维入射分布，巨大的塞曼自旋分裂和宽共振线宽的组合。
2007-03-22 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
Spin dependent electron transport through a magnetic resonant tunneling diode
纳米结构中的电子输运性质可以例如通过使用半经典维格纳形式体系或量子力学格林函数形式体系来建模。我们比较了磁共振隧穿二极管的情况下，这些方法的性能和结果。我们在自洽自旋密度泛函理论中实现了这两种方法。我们的数值实现的维格纳形式主义是基于有限差分格式，而格林函数形式主义的有限元方法。作为一个具体的应用程序，我们认为Slobodskyy等研究的设备。[Phys. Rev. Lett. 90，246601（2003）]，并分析其实验结果。维格纳函数和格林函数形式主义给出了类似的电子密度和电位，但令人惊讶的是，前一种方法需要更多的计算机资源，以获得数值准确的结果电流。这两种形式都可以成功地用于模拟磁共振隧穿二极管结构。
2004-11-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Scanning tunneling microscopy study of hidden phases in atomically thin 1T-TaS$_2$
由于变薄而导致的较低的热稳定性通常会导致低维材料中前所未有的隐藏相。这种隐藏的相位可以与预先存在的电子相位共存或竞争。我们用扫描隧道显微镜研究了在原子级薄（6-8层）1 T-TaS $_2$中观察到的隐藏相。首先，我们可以在室温下电诱导出隐藏的条纹相。这种单轴条纹相通过破坏1 T-TaS $_2$的三重对称性而具有三个等效取向。我们还发现，隐藏条纹相共存的近公度电荷密度波相位。接下来，我们观察到，在没有任何电激发的情况下，在微小薄片（$160\times80$ nm $^2$）上自发出现出射条纹相。我们的研究结果可能提供了一个合理的解释先前观察到的相变和双倍的光学响应薄1 T-TaS $_2$设备在室温下。此外，隐藏的条纹相将是至关重要的，以了解奇异的CDW相关的现象，在1 T-TaS $_2$的潜在应用。
2022-12-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Electric field switching in a resonant tunneling diode electroabsorption modulator
分析了谐振隧穿二极管（RTD）产生电场开关的基本机理，并将理论与实验结果进行了比较，两者的一致性在12%以内。电吸收调制器（EAM）设备的潜力，这种效果的光波导配置进行了探讨。结果表明，RTD-EAM可以提供显着的吸收系数的变化，通过Franz-Keldysh效应，在适当的光通信波长约1550 nm，并可以实现高达28 dB的光调制在200 μ m的有效长度的设备。与传统的反向偏置PN结EAM相比，RTD-EAM的优点在于RTD-EAM实质上具有集成的电子放大器，因此需要相当少的开关功率。
2005-03-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ferromagnetic resonant tunneling diodes as spin polarimeters and polarizers
提出了一种基于自旋相关共振隧穿测量磁性材料自旋极化度的方法。我们考虑的器件是一个弹道双势垒谐振结构，由嵌入在两个绝缘势垒之间的铁磁层组成。一个简单的程序，基于详细分析的微分电导，可以准确地确定铁磁体的极化。这种系统的自旋过滤字符进一步解决。我们表明，在适当的条件下，可以实现100%的自旋选择性。这种方法被认为是非常适合于稀磁半导体异质结构的调查。
2002-12-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
ReS2/h-BN/Graphene Heterostructure Based Multifunctional Devices: Tunnelling Diodes, FETs, Logic Gates & Memory
我们研究了一个二维（2D）异质结构组成的几层直接带隙ReS 2，一个薄的h-BN层和单层石墨烯应用于各种电子器件。具有二维（2D）范德华（vdW）异质结构的金属-绝缘体-半导体（MIS）型器件最近被研究为实现模拟和数字电子学中的各种多功能器件应用的重要组件。ReS 2/h-BN/graphene隧道二极管具有理想因子低、电特性与温度无关的光调谐整流特性。这些器件的性能类似于用于逻辑门应用的传统MIS型隧道二极管。此外，类似的垂直异质结构被示出为在具有低阈值电压的场效应晶体管和具有大存储器栅极的存储器器件中操作，以用于未来的多功能器件应用。
2020-12-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Blue (In,Ga)N Light-Emitting Diodes with Buried n+-p+ Tunnel Junctions by Plasma-Assisted Molecular Beam Epitaxy
采用等离子体辅助分子束外延技术，在单晶Ga极性n+-GAN衬底上生长了由n+-p+ GAN隧道结、（In，Ga）N多量子阱和n+-GAN顶层组成的蓝光发光二极管（LED）。在p+-GAN上过度生长的（In，Ga）N MQW有源区在很宽的组合物范围内显示出化学突变和尖锐的界面，并被认为具有高的结构和光学性能，如X射线衍射和空间分辨阴极发光测量所证实的。经处理的LED显示出清晰的整流行为，具有低接触和掩埋隧道结电阻率。凭借具有低电阻的顶部n+-GAN层，在该器件结构中在低电流下观察到LED中的优异电流扩展。一些新的设备的可能性基于这种独特的设计进行了讨论。
2018-12-19 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Astability versus Bistability in van der Waals Tunnel Diode for Voltage Controlled Oscillator and Memory Applications
范德华隧道结由于其原子级尖锐界面、栅极可调性和对连续层之间晶格失配的鲁棒性而具有吸引力。然而，此类隧道二极管中表现出的负微分电阻（NDR）通常表现出低峰值电流密度的噪声行为，并且缺乏鲁棒性和可重复性，限制了其实际电路应用。在这里，我们提出了一种策略，使用1 L-WS $_2$作为一个最佳的隧道势垒夹在高掺杂黑磷（BP）和SnSe $_2$的断隙隧道结。我们实现了高产量的隧道二极管表现出高度可重复的，超干净的，栅极可调的NDR特性与固有振荡的签名，和一个大的峰谷电流比（PVCR）的3.6在300 K（4.6在7 K），使它们适合于实际应用。我们表明，vdW隧道二极管电路的热力学稳定性可以从非稳态调整到双稳态，通过改变约束，通过选择一个电压或电流偏置，分别。在电压偏置下的非稳态模式下，我们演示了一个紧凑的，压控振荡器，而不需要一个外部储能电路。在电流偏置下的模式下，我们展示了一个高度可扩展的，单一元素的一位存储单元，是有前途的密集型随机存取存储器的应用程序在存储器密集型计算架构。
2020-10-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Electrically modulated light-emitting diodes driven by resonant and antiresonant tunneling between Cr$_2$Ge$_2$Te$_6$ electrodes
University of Warsaw（华沙大学）；National University of Singapore（新加坡国立大学）；Leipzig University（莱比锡大学）；National Institute for Materials Science（日本材料科学研究所）
本文提出利用Cr₂Ge₂Te₆电极与单层WSe₂的隧穿结实现电调制发光二极管，通过调控隧穿偏压实现室温下发光强度的调制。
2025-10-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
$Ab$ $Initio$ Study of Magnetic Tunnel Junctions Based on Half-Metallic and Spin-Gapless Semiconducting Heusler Compounds: Reconfigurable Diode and Inverse Tunnel-Magnetoresistance Effect
磁隧道结（MTJ）由于其作为诸如MRAM的非易失性存储器以及用于磁逻辑应用的潜在用途而在过去几十年中吸引了强烈的研究兴趣。半金属磁体（HALF）已被建议作为MTJ的理想电极材料，以实现极大的隧道磁阻（TMR）效应。尽管它们的高TMR比，基于HALTH的MTJ不表现出电流整流，即，二极管效应，这是在磁隧道结概念的基础上实现的受阻和II型自旋无隙半导体（SGS）。所提出的概念最近已被实验证明使用Heusler化合物。在目前的工作中，我们调查从第一性原理MTJ的基础上II型SGS和HMM四元Heusler化合物FeVTaAl，FeVTiSi，MnVTiAl，和CoVTiSb。我们的$ab$ $initio$量子输运计算的基础上的非平衡格林函数方法表明，所考虑的MTJ表现出电流整流与相对较高的开：关比。我们表明，在传统的半导体二极管相比，MTJ的整流偏置电压窗口（或击穿电压）是有限的HMM和SGS Heusler化合物的自旋间隙。本发明MTJ的独特特征在于二极管效应可以动态配置，即，取决于电极磁化的相对取向，MTJ允许电流在一个或另一个方向上通过，这导致反向TMR效应。非易失性、可重构二极管功能、可调整流电压窗口和电极材料的高居里温度的组合使得所提出的MTJ对于室温自旋电子学应用非常有前途，并且为磁存储器和逻辑概念以及逻辑存储器计算开辟了道路。
2022-09-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Design of P-Type Cladding Layers for Tunnel-Injected UVA Light Emitting Diodes
我们讨论了工程的p-AlGaN覆层实现高效的隧道注入三族氮化物紫外发光二极管（UV LED）在UV-A光谱范围。我们表明，电容-电压测量可以用来估计位于多量子阱区域和隧道结层之间的p-AlGaN层中的补偿和掺杂。通过增加p型掺杂浓度来克服背景补偿，隧道注入紫外发光二极管的片上外量子效率和壁插效率分别达到3.37%和1.62%。我们还表明，带间隧穿空穴注入可以用来实现紫外发光二极管没有任何受体掺杂。本文的工作为AlGaN基紫外发光二极管的空穴掺杂和输运提供了新的认识，并展示了隧道注入发光二极管在UV-A波长范围内的优异性能。
2016-08-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.ins-det
Double-sided van der Waals epitaxy of topological insulators across an atomically thin membrane
研究通过原子级石墨烯或hBN薄膜实现拓扑绝缘体Sb$_2$Te$_3$和Bi$_2$Se$_3$的双侧范德华外延，制备隧道结并利用磁隧穿光谱揭示了无质量Dirac电子在拓扑表面态螺旋Landau能级间的共振隧穿。
2024-05-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin and charge thermopower of resonant tunneling diodes
我们研究了量子阱系统中的热电效应。使用相干导体的散射方法，我们计算的热流和热电势都在自旋简并的情况下，并在存在巨大的塞曼分裂由于在量子阱中的磁相互作用。我们发现，在线性响应的热电流是最大的，当阱能级与费米能量对齐，是强大的对热变化。此外，我们的研究结果表明，响应于所施加的热偏置的自旋电压的产生，引起大的自旋Seebeck效应可调与外部磁场，量子阱剪裁和背景温度。
2014-03-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Giant edge state splitting at atomically precise zigzag edges
石墨烯纳米结构的锯齿形边缘托管被预测为自旋极化的局部电子状态。然而，这些边缘状态非常容易受到边缘粗糙度和与支撑衬底的相互作用的影响，使其内在电子和磁性结构的研究变得复杂。在这里，我们专注于原子级精确的石墨烯纳米带，其两个短锯齿形边缘正好各有一个局部电子。使用扫描隧道显微镜的尖端，将石墨烯纳米带从金属生长衬底转移到NaCl的绝缘岛上，以使其电子结构与金属解耦。通过扫描隧道光谱（STS），这揭示了一对占用/未占用的边缘状态的情况下的电荷转移和杂交与基板被证实。它们的大能量分裂为1.9 eV是根据从头计算多体微扰理论计算，并反映了在这些本地化状态的电子-电子相互作用的主导作用。
2015-11-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
