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
Time-dependent magneto-transport in a driven graphene spin valve
基于含时非平衡格林函数方法，我们从理论上研究了在电极上施加静态偏置电压和石墨烯上施加时变栅电压时，石墨烯层中的时间和自旋相关输运。电极是磁性的，其磁化的任意相互取向。我们发现电流中的特征是由交变场的强度和石墨烯中的狄拉克点的相互作用所支配的：弱交变场对零偏压电导的影响被狄拉克点处的零态密度强烈抑制。相比之下，对于交变场的强振幅，电流由几个谐振峰主导，特别是在零偏压处出现显著的峰。这种微妙的竞争的结果在隧道磁阻从一个广泛的高峰，在零偏置电压施加到电极的急剧下降的过渡。可以通过调整交流场频率来操纵倾角幅度。
2011-09-13 cond-mat.mes-hall
Dry-transferred CVD graphene for inverted spin valve devices
将化学气相沉积法生长的高迁移率石墨烯集成到自旋输运器件中是石墨烯自旋电子学的关键任务之一。我们使用范德华拾取技术将CVD石墨烯通过六方氮化硼（hBN）从铜生长衬底转移到预定义的Co/MgO电极上以构建反向自旋阀器件。提出了两种方法：（i）首先将CVD-石墨烯/hBN叠层图案化为条，然后通过第二较大的hBN晶体转移到自旋阀电极上的过程，和（ii）CVD-石墨烯/hBN叠层的直接转移。我们报告了CVD石墨烯在室温下高达1.75 ns的高自旋寿命。总的来说，我们的设备的性能与由剥离的石墨烯制造的设备相当，也揭示了纳秒的自旋寿命。我们期望我们的干转移方法为更先进的器件几何形状铺平道路，不仅用于自旋电子应用，而且还用于CVD-石墨烯基纳米电子器件，其中在组装最终的范德华异质结构之前需要CVD石墨烯的图案化。
2017-09-05 cond-mat.mes-hall
Tunnel magnetoresistance in organic spin valves in the regime of multi-step tunneling
本文分析了自旋阀模型，其中磁化电极之间的电子输运是由于多步隧穿。受最近有机自旋阀实验的启发，我们假设在输运过程中的自旋记忆损失是由于随机超精细场作用于电子，而它等待下一个隧穿步骤。令人惊讶的是，我们确定的三步配置的网站，隧道磁阻（TMR）是负的，这表明电极的反平行磁化的电阻小于平行磁化。我们分析了这些配置的相位体积相对于现场超精细领域的幅度和相对取向。TMR的符号反转效应完全是由于自旋翻转振幅在每个位置上的干扰，它不会出现在普遍接受的自旋输运概率描述中。多步非弹性隧穿的另一个特征是电子在最近的邻居之间弹跳，同时等待“硬”跳跃。我们证明，这种反弹，是绝对无关紧要的电流传导，可以强烈影响自旋记忆损失。这种效应也是干扰源。
2013-08-17 cond-mat.mes-hall
Electronic statistics-on-demand: bunching, anti-bunching, positive and negative correlations in a molecular spin-valve
量子传输的一个长期目标是使用噪声而不是平均电流来进行信息处理。然而，实现这一点需要按需控制电流中的量子波动。在本文中，我们从理论上证明，通过分子自旋阀的运输提供了许多不同的统计电子隧穿事件。简单地通过改变高度可调的参数，例如电极自旋极化、磁化角和电压，人们能够在泊松行为、电子隧穿的聚束和反聚束以及正和负时间相关性之间切换。该分子自旋阀是由一个单一的自旋简并分子轨道与本地电子排斥耦合到两个铁磁铅允许的磁化方向相对于彼此旋转。电子输运通过Born-Markov主方程描述和波动与高阶等待时间分布进行了研究。对于高度磁化的平行排列的电极，我们发现，强正的时间相关性出现在第二个传输通道部分开放的电压范围内。这些是由自旋诱导的电子聚束引起的，这并不单独表现在稳态电流中。
2021-04-24 cond-mat.mes-hall
Phase-Rotated Altermagnets as Chern Valves for Topological Transport
UiT-the Arctic University of Norway（挪威北极大学）
通过旋转晶格相控制替代磁体中的角质量，实现拓扑输运的可编程调控，无需外部磁场或净磁化。
2026-01-29 cond-mat.mes-hall
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
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
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
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
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
Current fluctuations of noncollinear single-electron spin-valve transistors
本文从理论上研究了非共线单电子自旋阀晶体管在序贯隧穿极限下的有限频率和零频率电荷电流涨落。所考虑的系统由两个隧道结，连接一个小的中央金属岛的两个非共线磁化的铁磁引线。由于自旋相关的隧道耦合和中心电极上的电子-电子相互作用，存在作用于累积的岛自旋的交换场。我们分析了这种多粒子相互作用效应如何影响电流噪声。详细地说，我们提出，该领域导致减少的子泊松Fano因子。
2012-06-05 cond-mat.mes-hall
Spin-resolved counting statistics as a sensitive probe of spin correlation in transport through a quantum dot spin valve
本文通过自旋分辨量子主方程研究量子点自旋阀中的自旋输运噪声，发现自旋自相关对磁化排列敏感，可作为测量磁化方向的灵敏探针。
2024-03-13 cond-mat.mes-hall
Estimation of the spin polarization for Heusler-compound thin films by means of nonlocal spin-valve measurements: Comparison of Co$_{2}$FeSi and Fe$_{3}$Si
我们研究了室温下纯自旋电流的产生和检测使用横向自旋阀器件与Heusler复合电极，Co $_{2}$ FeSi（CFS）或Fe $_{3}$ Si（FS）。非局域自旋阀（NLSV）信号的大小受到电阻率色散的严重影响，这在低温生长的具有有序结构的Heusler化合物中是特别常见的。从一维自旋扩散模型的基础上的分析，我们发现，自旋极化随电阻率的降低，这取决于结构的有序性，CFS和FS电极单调增加，并验证CFS具有相对较大的自旋极化相比，FS。
2012-01-14 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
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
Effects of impurity on tunnel magnetoresistance in a ferromagnetic electrode/carbon nanotube/ferromagnetic electrode junctio
数值研究了杂质对单壁碳纳米管自旋阀铁磁电极/碳纳米管/铁磁电极模型结中自旋相关输运的影响。使用广义格林函数方法和Landauer-Buttiker形式主义，杂质的条件是由氮和硼原子随机取代蜂窝状碳纳米管晶格中的碳原子确定的。我们发现，输运特性，包括自旋相关的电流和隧道磁电阻的杂质效应的强烈影响。我们认为，本报告的结果可能是有用的设计未来的自旋电子器件。
2014-08-15 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
Influence of spin waves on transport through a quantum-dot spin valve
研究了自旋波对非共线磁化下弱耦合单能级量子点输运的影响。由于自旋波的发射和吸收，微分电导中出现了边峰。此外，我们还研究了在源漏引线中产生的非平衡磁振子分布。此外，我们展示了如何磁振子辅助隧穿可以产生一个完整的自旋极化电流，而不施加运输电压。讨论了自旋波对电流噪声的影响。最后，我们展示了如何在有限频率Fano因子中检测到磁振子对交换场的贡献。
2010-11-12 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
Spin-valve effect for spin-polarized surface states in topological semimetals
本文实验研究α-GeTe拓扑半金属与镍膜结的磁电阻，发现室温下平行磁场中自旋阀效应，并将其归因于拓扑表面态自旋织构与铁磁电极间的自旋相关散射，为室温自旋-电荷转换提供途径。
2025-05-07 cond-mat.mes-hall
Nanosecond spin lifetimes in bottom-up fabricated bilayer graphene spin-valves with atomic layer deposited Al$_2$O$_3$ spin injection and detection barriers
我们目前的自旋输运研究的双层和三层石墨烯非局域自旋阀已被制造的自下而上的制造方法。通过该技术，首先将自旋注入电极沉积到Si $^{++}$ /SiO $_2$衬底上，随后机械转移石墨烯/hBN异质结构。我们以前表明，这种技术允许纳秒自旋寿命在室温下结合载流子迁移率超过20，000 cm $^2$ /（Vs）。尽管强烈增强的自旋和电荷传输特性，在这些设备中的MgO注入势垒表现出导电针孔，仍然限制了测量的自旋寿命。我们证明，这些针孔可以部分地减少通过氧处理的三层石墨烯设备，这是看到的Co/MgO电极的接触电阻面积产品的强烈增加。同时，自旋寿命从1 ns增加到2 ns。我们认为，针孔部分是由于分子束外延中的定向生长。因此，对于第二组设备，我们使用Al $_2$ O $_3$的原子层沉积，这提供了各向同性沉积更均匀的屏障的可能性。虽然所制造的双层石墨烯器件的接触是不导电的，但是我们可以通过电压脉冲部分地打破氧化物势垒。此后，器件也表现出纳秒自旋寿命。
2015-07-09 cond-mat.mes-hall
Electronic waiting-time distribution of a quantum-dot spin valve
讨论了量子点自旋阀的电子等待时间分布，即一个单能级量子点耦合到两个磁化方向可以指向任意方向的铁磁电极上。我们证明了这种设置的丰富的传输物理，如在相互作用驱动的交换场中的动态通道阻塞和自旋进动显示在等待时间分布中，并分析了观察各种效应所需的条件。
2014-10-27 cond-mat.mes-hall quant-ph
Giant fluctuations of local magnetoresistance of organic spin valves and non-hermitian 1D Anderson model
受最近的实验的启发，其中隧道磁阻（TMR）的自旋阀的本地测量，我们从理论上研究沿磁化电极表面的TMR的分布。我们表明，即使在没有界面效应（如杂交由于供体和受体分子），这种分布是非常广泛的，负TMR的区域的一部分是可观的，即使平均TMR是积极的。局部符号反转的起源是在源极和漏极之间的载流子的非相干输运过程中随后的自旋旋转幅度的量子干涉。我们发现当地TMR的分布，正是通过绘制正式的相似性演化的旋量的时间和沿一维链的安德森模型中的反射系数。数值模拟结果证实了所得到的结果。
2013-11-05 cond-mat.mes-hall
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
The spin-torque transistor
提出了一种具有负微分电阻和负增益的磁电子薄膜晶体管。工作原理是通过第三电极的磁化来调制自旋阀中的源漏电流，第三电极通过由控制自旋阀产生的自旋扭矩而旋转。该器件可以在室温下工作，但为了有用，需要极化接近1的铁磁材料。
2003-04-24 cond-mat.mes-hall
Manipulating spins of magnetic molecules: Hysteretic behavior with respect to bias voltage
从理论上研究了基于单磁性分子的自旋阀器件中磁滞回线随偏置电压的变化规律。我们考虑了一个由两个铁磁电极组成的器件，碳纳米管作为一个量子点，自旋各向异性分子与之交换耦合。这样的耦合允许在分子和流过点的自旋电流之间的角动量的转移，并且因此允许切换分子自旋的取向。我们证明，这种电流诱导的开关过程中表现出相对于施加到设备的偏置电压的滞后行为。分析进行了与使用的实时图形技术在最低阶的扩展的隧道耦合的点电极。讨论了自旋阀器件的固有特性（电极的自旋极化和分子与点的耦合强度）和分子本身的固有特性（磁各向异性和自旋弛豫）对磁滞回线大小的影响。
2018-02-01 cond-mat.mes-hall
Magnetoresistance in multilayer fullerene spin valves: a first-principles study
碳基分子半导体由于自旋轨道耦合小，自旋寿命长，因此被探索用于自旋电子学。我们计算的电子输运从第一原理通过自旋阀包括双层和三层的富勒烯分子C60和C70，夹在两个铁电极之间。电流的自旋极化和磁电阻敏感地依赖于分子与金属表面之间界面的相互作用。它们受分子层厚度的影响要小得多。C70薄膜在小偏压下具有高的电流极化（CP > 90%）和磁电阻（MR > 100%）。相反，在小偏压下的电流极化和磁阻对于C60层是非常小的。利用广义Julli`ere模型，我们可以追踪C60和C70层之间的自旋相关输运的差异，分子-金属界面态之间的差异。这些状态也允许一个解释作为所施加的偏置电压的函数的电流极化和磁阻。
2014-10-27 cond-mat.mes-hall
Electric-field control of tunneling magnetoresistance effect in a Ni/InAs/Ni quantum-dot spin valve
本文研究了半导体量子点自旋阀器件中隧道磁电阻效应的电场控制。利用铁磁镍纳米间隙电极，我们观察到了小偏压下的库仑阻塞振荡。在库仑阻塞峰附近，TMR效应被显著调制，甚至其符号通过改变栅极电压而切换，其中TMR值的符号在谐振条件下改变。
2007-08-30 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
Van der Waals Magnetic Electrode Transfer for Two-Dimensional Spintronic Devices
针对传统金属沉积损伤二维材料界面及铁磁电极转移难题，提出石墨烯辅助的无溶剂磁性电极转移技术，实现高性能两端与非局域四端2D自旋阀。
2024-05-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Current-induced two-level fluctuations in pseudo spin-valves (Co/Cu/Co) nanostructures
在室温下，10^7 A/cm ^2的自旋极化电流可以触发嵌入电沉积纳米线（直径约40 nm，长度6000 nm）中的伪自旋阀柱Co（10 nm）/Cu（10 nm）/Co（30 nm）的磁化状态的两级波动。在平行和反平行磁化状态的停留时间的统计特性揭示了两种效果与定性不同的依赖于电流强度。电流似乎具有确定为均衡这些时间所需的偏置场的场的效果。当电流极性反转时，偏置场改变符号。在这个电场中，10^7 A/cm ^2的电流密度的作用是将开关的平均时间降低到微秒范围。这种效应与电流的符号无关，并且可以用磁化的有效温度来解释。
2003-11-11 cond-mat.mes-hall
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
Crossover from injection to tunneling conduction mode and associated magneto-resistance in a single $Fe_{3}O_{4}$(111)/$Alq_{3}$/Co spin-valve device
在$Fe_{3}O_{4}$（111）/ $Alq_{3}$ /Co垂直自旋阀（SV）器件中，利用$Fe_{3}O_{4}$电极Verwey相变对能带结构的改变，实现了界面能级工程.器件特性（I-V）研究的实验结果表明，在$Fe_{3}O_{4}$电极的Verwey转变温度（$T_{V}$）范围内，导电模式从载流子注入转变为隧穿。在单个SV器件中，分别在低于和高于$T_{V}$的温度下观察到巨磁电阻（GMR）和隧穿MR（TMR）随温度的变化。巨磁电阻的出现，以及注入受限的自然Schottky型I-V特性，为该SV器件中电极/ $Alq_{3}$界面的自旋注入和分子轨道输运提供了证据。TMR的特征与GMR的特征有很大的不同。这是由于在多步隧穿机制中占主导地位的超精细场相互作用。我们已经实现了室温SV操作在我们的设备。已经提出了一种用于器件操作的唯象模型来解释跨$T_{V}$的传导模式和相关MR特征的转变。我们提出，在费米能级上的电荷间隙的调整跨Verwey转变由于电荷在$Fe_{3}O_{4}$的八面体铁网站上的结果在相应的导电模式的调整，导致这种独特的交叉从GMR到TMR在这种铁氧体基的有机SV。
2013-06-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
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
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 valve effect in junctions with a single ferromagnet
本文提出一种仅含单一铁磁层的范德华自旋阀，通过Fe3GeTe2电极与CrBr3顺磁势垒结合，实现了与传统自旋阀相当的电导调制，并证实该效应源于势垒的顺磁响应。
2025-03-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Nanosecond spin lifetimes in single- and few-layer graphene-hBN heterostructures at room temperature
我们提出了一种新的石墨烯自旋阀器件的制备方法，该方法通过改善电极-石墨烯和石墨烯-衬底界面来提高自旋和电荷输运性能。首先，我们在Si $^{++}$ /SiO $_2$上制备了Co/MgO自旋注入电极。此后，我们将石墨烯-hBN异质结构机械转移到预图案化电极上。我们表明，在室温下的自旋输运单层，双层和三层石墨烯器件表现出纳秒的自旋寿命与自旋扩散长度达到10 $μ$ m与载流子迁移率超过20,000 cm $^2$ /Vs相结合。
2014-06-10 cond-mat.mes-hall
Large amplitude microwave emission and reduced nonlinear phase noise in Co2Fe(Ge0.5Ga0.5) Heusler alloy based pseudo spin valve nanopillars
研究了以Heusler合金Co2 Fe（Ga0.5Ge0.5）为电极的电流垂直于平面赝自旋阀纳米柱的微波辐射。我们观察到了超过150 nV/Hz ^[0.5]的大发射振幅（部分原因是大的磁阻）和低于10 MHz的窄产生线宽。我们还发现，线宽表现出显着的依赖于所施加的电场的大小和它的角度内的膜平面。当频率与电流的斜率接近零时，观察到线宽的最小值。这与理论预测一致，该预测考虑了非线性相位噪声作为线宽加宽的来源。
2011-11-19 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 quantum interference in non-local graphene spin valves
石墨烯上自旋相关的电子输运测量对于探索可能的自旋电子学应用具有重要意义。到目前为止，石墨烯上的所有自旋输运实验都是在半经典状态下进行的，忽略了量子输运特性，如相位相干性和干涉。在这里，我们表明，在量子相干石墨烯纳米结构的非局部电压是强烈调制。使用非本地测量，我们分离的自旋相关和自旋无关的贡献的信号。我们表明，自旋相关的贡献是约两个数量级大于自旋无关的，当校正为有限的电极极化。非局域自旋信号不仅被强烈调制，而且作为所施加的栅极电压的函数而改变极性。通过局部调整收缩中的载流子密度，我们表明收缩在这种效应中起着重要作用，并表明它可以作为一个自旋过滤器设备。我们的研究结果显示了量子相干石墨烯纳米结构在未来自旋电子器件中的应用潜力。
2014-04-30 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
The Meservey-Tedrov effect in FSF double tunneling junctions
当平行磁场使其中一个铁磁电极的磁化反转时，铁磁-超导体-铁磁电极（FSF）的双隧道结的电导会发生跳跃。这种变化通常归因于自旋阀效应或由于自旋积累而导致的超导体中的对断裂。本文指出，由于磁场改变了超导体中准粒子的能谱，所以Meservey-Tedrov效应也引起了电导的类似变化。偏压的反转使电导跃变的符号反转。
2004-10-19 cond-mat.mes-hall
Magnetic structure of domain walls confined in a nano-oxide layer
近年来，一种由非氧化层（NOL）构成的电流限制路径结构的自旋阀被开发出来。我们分析了夹在铁磁电极之间的纳米氧化物层中的电流限制通道的磁结构，阐明了电流限制通道的形状和尺寸对磁结构的依赖性，刚度能量密度和热稳定性的结果表明，为了提高磁电阻率，我们应该制备具有窄电流限制通道、大纵横比和强收缩的CPP自旋阀。
2009-01-09 cond-mat.mes-hall
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
Characterisation of Ferromagnetic Contacts to Carbon Nanotubes
我们提出了一个调查不同的薄膜蒸发铁磁材料作为电极在个人的单壁和多壁碳纳米管为基础的自旋器件的适用性。研究了由坡莫合金（Ni_{81} Fe_{19}）、稀释铁磁体PdFe和PdFe/Fe双层膜制成的各种电极形状的微磁特性和它们与碳纳米管的接触形成。合适的设备进行了测试，在低温电子输运测量，显示典型的隧道磁电阻的碳纳米管伪自旋阀。
2009-08-13 cond-mat.mes-hall
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
An Effective Reduction of Critical Current for Current-Induced Magnetization Switching by a Ru Layer Insertion in an Exchange-Biased Spin-Valve
最近，已经预测，自旋极化的电流直接流过磁性元件的平行面（CPP）可以通过自旋动量转移引起磁化翻转。本文首次报道了在室温下交换偏置自旋阀（ESPVs）中的电流诱导磁化翻转（CIMS）现象。ESPV在具有非常高的临界电流密度的扫频直流电流下表现出CIMS行为。它表明，薄钌（Ru）层插入之间的自由层和顶部电极有效地降低了临界电流密度的CIMS。当自由层的厚度增加时，还观察到“逆”CIMS行为。
2004-04-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Influence of anisotropic magnetoresistance on nonlocal signals in Si-based multi-terminal devices with Fe electrodes
研究了铁磁电极硅基多端器件中各向异性磁电阻效应对非局域信号的影响。铁电极的AMR被发现有显着的影响时，非本地信号的面内器件结构没有优化。此外，由于Si沟道中深度方向上的电势分布，发现通过自旋扩散实现纯自旋电流实际上是不可能的。虽然没有检测到表明自旋阀效应的明显信号，但我们主要介绍了结构对电势分布的影响，这对于自旋相关输运的分析是必不可少的。
2011-10-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tunneling spin valves based on Fe$_3$GeTe$_2$/hBN/Fe$_3$GeTe$_2$ van der Waals heterostructures
薄的范德华（vdW）层状磁性材料揭示了实现具有新功能的vdW异质结构的可能性。在这里，我们报告的实现和调查的范德华异质结构的基础上隧穿自旋阀组成的原子级薄的hBN层作为隧道势垒和两个剥离的Fe 3GeTe 2晶体作为铁磁电极。低温反常霍尔效应测量表明，薄的Fe 3GeTe 2晶体是金属铁磁体，其易磁化轴垂直于层，并且在磁场值下具有非常尖锐的磁化切换，该值略微取决于它们的几何形状。在Fe 3GeTe 2/hBN/Fe 3GeTe 2异质结构中，我们观察到隧穿电阻的教科书行为，当两个电极中的磁化彼此平行（反平行）时，隧穿电阻最小（最大）。在低温下的磁电阻是160%，由此我们确定Fe 3GeTe 2的自旋极化为0.66，对应于83%和17%的多数和少数载流子，分别。测量结果还表明，随着温度的升高，从隧道磁电阻提取的自旋极化的演变是成比例的温度依赖性的磁化强度提取的异常霍尔电导率的分析。这表明，表面的磁性能是代表那些块体，因为它可能是预期的vdW材料。
2018-06-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Spin-valve Effect in NiFe/MoS2/NiFe Junctions
二维层状过渡金属二硫属化合物（TMDs）由于其独特的原子晶体结构和大的成键各向异性而具有奇异的物理性质，近年来被认为是自旋电子学应用的候选材料。在这里，我们介绍了第一个基于二硫化钼的自旋阀，采用单层二硫化钼作为隔离层。与从二硫化钼的半导体能带结构所预期的相反，垂直叠层的二硫化钼层表现出金属行为。这源于它们与坡莫合金（Py）电极的Ni和Fe原子的强杂化。自旋阀效应观察到高达240 K，最高的磁阻（MR）高达0.73%，在低温下。实验工作是伴随着第一原理电子输运计算，这揭示了一个理想的Py/MoS 2/Py结的MR ~ 9%。我们的研究结果清楚地表明，TMD作为一种有前途的间隔化合物在磁性隧道结，并可能打开一个新的途径，TMD为基础的自旋电子学应用。
2015-08-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Kondo effect in a semiconductor quantum dot coupled to ferromagnetic electrodes
利用一个横向制备的量子点自旋阀器件，我们实验研究了电子数为奇数的半导体量子点中电子输运的近藤效应。在铁磁电极的平行磁配置中，在N = 3处的近藤共振在没有外部磁场的情况下清楚地分裂。随着施加磁场（B），分裂逐渐减小，然后近藤效应在B = 1.2 T时几乎恢复。这意味着，在近藤制度，B ~ 1.2 T的反向有效磁场可以施加到量子点的铁磁电极的平行磁配置。
2007-12-16 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
