A cryogenic amplifier for fast real-time detection of single-electron tunneling
我们采用低温高电子迁移率晶体管（HEMT）放大器，以增加与量子点接触（QPC）电荷传感器的电荷检测设置的带宽。HEMT工作在1K，电路带宽为1MHz。HEMT在高频下的噪声贡献仅比QPC的散粒噪声高几倍。我们使用这种设置来监测相邻量子点的单电子隧穿，我们测量的量子点占用波动短至400纳秒，比以前的工作快20倍。
2007-08-06 cond-mat.mes-hall
Pseudospin-valve effect on transport in junctions of three-dimensional topological insulator surfaces
我们表明，原始的3D拓扑绝缘体（TI）的表面状态是类似的铁磁半金属由于一个出射动量独立的赝自旋（SU（2））自由度的表面上的完全极化。为了使这一主张站稳脚跟，我们提出了垂直于晶体生长轴的TI表面的结果，这清楚地表明，相同TI材料的两个这样的TI表面之间的隧穿电导是由这种半金属行为主导的，导致物理学让人想起自旋阀。进一步利用本文导出的广义隧道磁电阻，我们还研究了任意TI表面之间的隧穿电流。我们还进行了全面的研究，所有可能的表面电位允许时间反演对称性对这种自旋阀效应的影响，并表明它是强大的对大多数这样的潜力。
2016-07-20 cond-mat.mes-hall
Nanosized Vertical Organic Spin-Valves
垂直有机自旋阀器件的制造工艺已经开发出来，它提供了实现小于500 × 500 nm^2的有源器件面积的可能性，并且在有源层的材料选择方面是灵活的。所得到的设备的表征示出了有时超过100%的大的磁阻，然而从设备到设备具有同样大的变化。与大面积自旋阀的比较表明，无论是大的和小的设备的磁电阻最有可能来源于隧道通过针孔和隧道磁电阻。
2015-02-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
Bias dependence of magnetic exchange interactions: application to interlayer exchange coupling in spin valves
我们研究了偏置电压如何改变磁交换相互作用。我们推导出一个一般的表达式磁交换相互作用的系统耦合到水库下的偏置电位，并将其应用到自旋阀。我们发现，对于金属系统，层间交换耦合表现出弱的，振荡依赖于偏置电位。对于隧穿系统，我们发现偏置电位的二次依赖，并推导出一个玩具模型的这种偏置依赖的近似表达式。给出了层间交换耦合是偏置势的二次函数的一般条件。
2008-09-25 cond-mat.mes-hall
Ellipticity and Dissipation Effects in Magnon Spin Valves
我们考虑了在隧穿机制下磁振子自旋阀中的自旋和热输运，即，由两个弱耦合铁磁绝缘体组成的结。我们确定的自旋和热传导的差异之间的平行和反平行配置的磁化方向。这些电导的吉尔伯特阻尼和椭圆度的依赖关系进行了研究。我们发现，在反平行组态中，磁振子的椭圆性和耗散都为磁振子隧穿打开了通道。我们的研究结果突出了电子和磁振子自旋输运自旋阀结构之间的一个重要区别，并可能是重要的磁绝缘体的基础上的设备的发展。
2020-03-03 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
Half-metallic magnetism and the search for better spin valves
我们使用先前提出的隧道磁电阻的温度依赖性的理论来阐明正在进行的努力，以优化自旋阀。首先，我们表明，在有限的温度下的自旋阀性能是有限的隧道结的相对两侧的磁化方向的不相关的热波动的机制是在最近的研究与MgO势垒的高品质隧道结的温度相关的磁阻很好的协议。利用这一见解，我们提出了一个简单的公式，它捕获的优势，自旋阀优化使用的材料具有高自旋极化的费米能级隧穿电子，并使用高铁磁转变温度的材料。我们的结论是，半金属铁磁体可以产生更好的自旋值性能比目前的元素过渡金属铁磁体/MgO系统，只有当它们的铁磁转变温度超过$\sim 950~\mathrm{K}$。
2014-07-20 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
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
Interaction-induced current asymmetries in resonant transport through interacting quantum-dot spin valves revealed by iterative summation of path integrals
在外加磁场作用下，电子在两个铁磁体和一个量子点之间的共振隧穿揭示了在线性和非线性偏置状态下强烈的栅极依赖性。这种栅极依赖性源于库仑相互作用和量子点与引线之间的自旋相关杂化之间的相互作用。考虑到库仑相互作用强度的相同数量级的外部磁场和杂交强度，我们采用了数值精确迭代求和的路径积分（ISPI）。
2020-04-01 cond-mat.mes-hall
The generic fixed point model for pseudo-spin-1/2 quantum dots in nonequilibrium: Spin-valve systems with compensating spin polarizations
我们研究了自旋为1/2的量子点在靠近粒子-空穴对称点的共隧穿机制下的量子点。对于一个通用的隧穿矩阵，我们发现一个通用的不动点与有趣的非平衡性质，其特征在于有效的水库与补偿自旋取向矢量加权的极化和隧穿率。在大偏压下，我们研究了点的磁化强度和电流的磁场依赖性。通过分析点的磁化强度可以清楚地识别固定点。我们详细描述了两个水库的情况下的普遍性质。
2014-11-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Detecting and Switching Magnetization of Stoner Nanograin in Non-local Spin Valve
从理论上研究了非局域自旋阀（NLSV）器件中超小Stoner纳米颗粒的磁化检测和开关。借助于速率方程，可以在相同的基础上对读出磁化的NLSV信号和开关过程进行统一描述。该设置可以被视为通过顺序隧穿将晶粒连接到两个非磁性引线。在一个引线中，由于NLSV中的自旋注入，自旋向上和自旋向下电子的化学势被分裂。这种分裂（或自旋偏置）对NLSV信号和磁化切换的临界条件至关重要。通过使用标准的自旋扩散方程和参数从最近的NLSV设备，自旋偏置的幅度估计，并发现足够大的驱动磁化切换的钴纳米颗粒在早期的实验中报道。由此提出了在连续隧穿机制中NLSV信号的微观解释，其显示了由于晶粒的超小尺寸而产生的性质。在反转点处的动力学表明，由于用于读出NLSV信号的浮置引线中的电子积累，在反转期间可能存在自旋极化电流而不是预期的纯自旋电流。
2009-09-03 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
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
Incoherent Cooper pair tunneling and energy band dynamics in small Josephson junctions - A study of the Bloch Oscillating Transistor
本文根据相位涨落理论和相位变量离域引起的能量能带结构讨论了小约瑟夫森结器件的性质。该理论被应用于实现一个介观放大器，布洛赫振荡晶体管。器件的特性和比较与理论和模拟进行了讨论。该器件在稳定工作模式下的电流增益已被测得高达30。输入阻抗和功率增益的测量表明，BOT是一个放大器设计的中等范围的阻抗，从100 k $Ω$ - 10 M $Ω$。
2008-10-01 cond-mat.mes-hall
A Double Quantum Dot Spin Valve
自旋电子学中最基本和长期的目标是电调谐高效的自旋注入器和检测器，优选地与纳米级电子器件兼容。在这里，我们证明了所有这些点使用半导体量子点（QD），单独自旋极化的铁磁分裂栅（FSG）。作为原理的证明，我们制造了一个双量子点自旋阀组成的两个弱耦合的半导体量子点在InAs纳米线（NW），每个独立的FSG，可以被磁化平行或反平行。在零外磁场下的隧穿磁电阻（TMR）实验中，我们发现两种反平行结构的自旋阀电导大大降低，量子点极化为$\sim 27\%$ .通过小的外部场和优化的栅极电压可以显著改善TMR，这导致在$+80\%$和$-90\%$之间的连续电可调谐的TMR。一个简单的模型定量再现了我们的所有研究结果，表明门可调量子点极化的$\pm 80\%$。这种通用的自旋极化量子点适用于各种应用，例如在各种纳米电子学实验中的自旋投影和相关实验。
2019-12-04 cond-mat.mes-hall
Carrier Dynamics in a Tunneling Injection Quantum Dot Semiconductor Optical Amplifier
隧穿注入的过程被认为可以改善量子阱和量子点激光器的动力学特性;在后者中，它还可以改善温度性能。隧穿注入工艺的优点在于它避免了热载流子注入，热载流子注入是所有半导体激光器中的关键性能限制因素。微观上还没有完全理解隧道注入过程，因此很难优化这些激光器结构。本文对工作在1.55 μ m的隧道注入量子点增益介质中的宽带载流子动力学进行了数值研究。电荷载流子隧穿发生在结合量子点第一激发态和受限量子阱-注入阱态的混合态中。混合状态，这是放置在积极的大约一个LO声子以上的基态，并具有约5 meV的光谱范围，占主导地位的载流子注入到基态。我们计算了在不同波长和两个偏置电流的短脉冲扰动后，整个增益谱的反转的动态响应。在200 mA的高偏压下，整个光谱表现出增益;在30 mA下，系统表现出混合增益-吸收光谱。同时计算了注入井中的载流子动态。我们讨论的脉冲激发波长相对于增益谱峰的作用，并表明注入以及响应于所有的扰动波长，即使是那些远离隧道注入过程占主导地位的区域。
2018-07-22 cond-mat.mes-hall physics.optics
Laser-assisted spin-polarized transport in graphene tunnel junctions
利用Keldysh非平衡格林函数方法，从理论上研究了单色光场作用下石墨烯自旋阀的自旋极化输运。研究发现，微分电导的偏压依赖性表现出连续的峰值，对应于通过光子辅助边带的共振隧穿。多光子过程起源于辐射场和石墨烯隧穿性质的组合效应，并且示出在石墨烯自旋阀中被基本上抑制，这导致高偏置电压下的微分电导降低。我们还讨论了由于辐射场的存在，在零偏置附近出现的动力学能隙。间隙宽度可以通过改变辐射电场强度和频率来调谐。这导致微分电导中的谐振峰的偏移。我们还证明了数值的辐射和自旋阀效应的依赖关系的外部场的参数和电极。我们发现辐射场、石墨烯和自旋阀特性的综合作用导致了隧道磁电阻（TMR）的振荡行为，并且这种振荡幅度可以通过扫描辐射场强度和/或频率来改变。
2014-12-14 cond-mat.mes-hall
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
Gate-voltage response of a one-dimensional ballistic spin valve without spin-orbit interaction
我们发现，工程隧道势垒形成在一个一维的自旋阀的接口提供了一个可行的路径，以一个强大的栅极电压可调的磁阻效应。特别是，我们从理论上研究了碳纳米管（CNT）自旋阀的CNT接触界面对器件性能的影响。重点是强度和自旋选择性的隧道势垒，模拟为Dirac-Delta电位。散射矩阵方法被用来推导出的透射系数，产生隧道磁阻（TMR）。当入射电子的能量与势垒的势能相匹配时，在没有自旋轨道耦合的情况下，我们发现了一个强的非平凡的TMR栅电压响应。推导了TMR在各种极限情况下的解析表达式。这些是用来解释以前的实验结果，但也预测参数的设备优化的尺寸和可调性的TMR效应在弹道输运制度。
2017-02-16 cond-mat.mes-hall
Tunnel magnetoresistance of a supramolecular spin valve
我们从理论上研究了一个超分子自旋阀的输运性质，该自旋阀由一个碳纳米管和两个磁性分子组成，弱耦合到金属接触。重点分析了外加磁场对体系输运性质的影响。外加磁场使分子自旋取向。结果表明，所考虑的分子结的磁阻特性，这是与改变分子的状态从超顺磁性的铁磁性的，强烈地依赖于所施加的偏置电压和纳米管的轨道能级的位置，这可以通过调整栅极电压。一个很强的依赖于运输制度的情况下，也发现通过系统的电流的自旋极化。导致这些影响的机制解释通过调用适当的分子状态负责运输。分析是借助实时图解技术的第二阶膨胀相对于隧穿过程。
2019-03-18 cond-mat.mes-hall
Tunneling through ferromagnetic barriers on the surface of a topological insulator
研究了拓扑绝缘体表面单、双铁磁势垒的透射特性。通过调节栅电压和磁化方向，铁磁势垒可以被调谐到不同的透射区，在这些透射区中，依赖于波矢的隧穿是完全不同的。我们发现，克莱因隧道可以被操纵，甚至被关闭。这些特殊的性质提供了在“拓扑金属”上控制电子束的可能性。基于我们所观察到的现象，可以构造出各种新的器件，如电子准直、波矢滤波器、磁开关和电开关以及基于波矢的自旋阀。
2009-09-02 cond-mat.mes-hall
Voltage Dependence of Spin Polarized Tunneling
介观自旋阀被用来确定在有限电压下从铁磁过渡金属隧穿和进入铁磁过渡金属的电子的有效自旋极化。铁磁体（FM）的隧穿自旋极化随偏压缓慢减小，但当电子隧穿进入FM时，随偏压减小得更快，甚至发生反转.偏压依赖的自由电子模型表明，在前一种情况下，电子起源于FM的费米能级附近，具有较大的极化，而在后一种情况下，电子隧穿进入热电子态，极化显著减小.符号的变化归因于通过隧道势垒的电子波函数的详细匹配。
2004-07-19 cond-mat.mes-hall
Transport through quantum-dot spin valves containing magnetic impurities
我们研究了在隧道势垒或量子点上存在局域自旋的情况下，通过耦合到非共线磁化铁磁体的单能级量子点的输运。对于嵌入在隧道势垒中的自旋，我们发现电流诱导的自旋开关，通过势垒的自旋依赖性隧穿和点上的自旋积累导致电流中的特征信号之间的相互作用。此外，我们发现巨大的Fano因素，由于随机电报噪声。对于非共线的几何形状，取决于杂质自旋状态的交换场导致在输运性质的特征指纹。在量子点上的自旋的情况下，我们发现，频率相关的Fano因子可以用来研究的非平凡动力学的点上的自旋之间的相互作用和耦合到外部和交换磁场之间的相互作用。
2010-12-23 cond-mat.mes-hall
Quantum limited amplification from inelastic Cooper pair tunneling
自然界对模拟信号的放大精度设置了基本限制。例如，一个线性放大器必然会增加一些噪声，最多相当于半个光子。虽然对于大多数应用来说，更高的噪声水平是可以接受的，但微波量子系统的读出，如自旋或超导量子比特，需要尽可能接近这个极限的噪声。到目前为止，只有利用超导电路中的非线性并由强微波泵浦音驱动的参量放大器才能接近它。然而，这种微波驱动使得它们比传统的直流供电放大器更难以实现和操作，到目前为止，传统的直流供电放大器的噪声要高得多。在这里，我们提出了第一个实验证明，一个简单的直流供电的设置允许放大接近量子极限。我们的放大方案是基于受激微波光子发射伴随着非弹性库珀对隧穿通过直流偏置的约瑟夫森结，与低噪声的关键在于一个定义良好的辅助空闲模式，类似于参量放大器。
2017-05-22 cond-mat.mes-hall quant-ph
A superconducting absolute spin valve
具有自旋分裂激发谱的超导体在隧道结中表现为理想的铁磁自旋注入器。理论预测，两个自旋分裂超导体的组合具有独立可调的磁化强度，可以用作理想的$absolute$自旋阀。在这里，我们报告的第一个开关超导自旋阀的基础上，两个EuS/Al双层耦合通过氧化铝隧道势垒。自旋阀显示了EuS层的平行和反平行配置之间的相对电阻变化高达900%，这表明通过结的高度自旋极化电流。我们的装置可能是关键的实现热电辐射探测器，逻辑元件的存储单元在低温超导计算机和超导自旋电子学一般。
2018-06-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Spin switching via quantum dot spin valves
我们发展了量子点自旋阀中自旋输运和磁化动力学的理论，即，两个磁库耦合到量子点。我们的理论能够考虑强相关性的影响。我们证明，作为这些强相关性的结果，点栅极电压能够控制磁体上的电流感应扭矩，并且特别地，能够实现电压控制的磁开关。该结构的电阻可用于读出磁状态。我们的模型可以通过一些实验系统来实现，包括磁扫描隧道显微镜针尖和人工量子点系统。
2018-01-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
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
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
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
Spin Filter, Spin Amplifier and Other Spintronic Applications in Graphene Nanodisks
石墨烯纳米盘是具有闭合边缘的石墨烯衍生物。尺寸为$N$的三角形锯齿形纳米盘具有$N$倍简并的零能态。纳米盘可以被交织成具有内部自由度的量子点。纳米盘的巨态被认为是一种准铁磁态，它是一种具有有限但很长寿命的类铁磁态。基于主方程，我们研究了纳米盘和导线组成的系统中的自旋过滤效应。自旋过滤器的有限尺寸效应是有趣的，这是由于入射电流的极化对准铁磁体的反应。利用Landau-Lifshitz-Gilbert方程分析弛豫过程，研究了非极化电流、完全极化电流、部分极化电流和脉冲极化电流四种输入电流对弛豫过程的影响。本文介绍了自旋电子学在自旋存储器、自旋放大器、自旋阀、自旋场效应晶体管和自旋二极管等方面的应用。
2008-08-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
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
1500-fold Tunneling Anisotropic Magnetoresistance in a (Ga,Mn)As stack
报道了在外延生长的（Ga，Mn）As/GaAs/（Ga，Mn）As结构中发现的超巨隧穿各向异性磁电阻效应。这种效应产生于铁磁半导体的电子结构对磁化方向的强烈依赖，而不是接触的平行或反平行排列。这种效应的关键新颖自旋电子学特征是：（i）正常和反向自旋阀状信号;（ii）垂直于界面的磁场的大的非滞后磁阻;（iii）极值电阻的磁化取向通常不与磁易轴和磁难轴对齐。(iv)在低偏压和温度下，效应会大幅放大。
2004-08-25 cond-mat.mes-hall
Spin-Polarized Tunneling through Chemical Vapor Deposited Multilayer Molybdenum Disulfide
二维（2D）半导体二硫化钼（MoS 2）因其优异的电学、光学、自旋和谷相关性质而受到广泛关注。在这里，我们报告的自旋极化隧道通过化学气相沉积（CVD）多层二硫化钼（~7 nm）在室温下在垂直制造的自旋阀器件。在300 - 75 K的测量温度范围内，观察到0.5 - 2%的隧道磁电阻（TMR），对应于5 - 10%的自旋极化。对理想结的第一性原理计算得到了高达8%的隧道磁阻和26%的自旋极化。在不同温度和偏压下的详细测量和密度泛函理论计算提供了有关垂直多层MoS 2自旋阀器件中自旋输运机制的信息。这些发现为探索2D半导体中的自旋功能和理解控制其性能的基本现象提供了一个平台。
2018-04-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Resistance switch in ferromagnet/spin glass/ferromagnet spin valves
在MnBi_2 Te_4单层范德华层中得到了类自旋阀铁磁/自旋玻璃（SG）/铁磁结构，其中类SG层中各个自旋态的开关表现为电阻开关行为。通过对SG层中Bi掺杂的精细控制，可以有效地调节SG的特征温度。建立了掺杂和温度依赖的相图。我们展示了远程操纵和检测的个别Mn层自旋的状态隧穿电子有利于电子-声子，自旋-声子，自旋转移力矩和自旋翻转之间的相互作用热电子，晶格和本地自旋，其中自旋阀层甚至被埋在下面的两个五层Bi 2 Te 3。将SG态集成到自旋阀中，通过在二维材料中集成不同的自由度，打开了实现原子尺度自旋电子学的机会。
2025-10-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
The spin-switch scanning tunneling microscopy: an architecture to probe electron-phonon interactions in the atomic scale
提出自旋开关扫描隧道显微镜架构，利用FM/SG/FM结构中的电阻开关行为，通过隧道电子诱导自旋转移力矩或自旋-声子相互作用，实现对任意材料原子尺度电子-声子相互作用的成像。
2025-10-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin Torque in Anisotropic Tunneling Junctions
从理论上研究了在界面自旋轨道相互作用（SOI）存在的情况下，磁性隧道结中的自旋输运。由于界面SOI的存在，即使在没有外部自旋极化器的情况下，也可以在SOI中产生二阶电流驱动的自旋矩。该扭矩具有两个分量，面内和垂直于旋转平面，其可以诱导电流驱动的{ \em磁化切换}从面内到面外配置或{ \em磁化旋进}，类似于自旋阀中的自旋转移扭矩。因此，似乎可以通过改变偏置电压或在界面处电修改SOI来控制磁化稳定状态和动态。
2011-10-16 cond-mat.mes-hall
Low-frequency and shot noises in CoFeB/MgO/CoFeB magnetic tunneling junctions
研究了低温下自旋阀CoFeB/MgO/CoFeB磁性隧道结的低频噪声和散粒噪声。测得的1/f噪声周围的自由层的磁滞回线表明，1/f噪声的主要来源是磁波动，这是讨论的波动耗散关系。随机电报噪声（RTN）被观察到对称增强的磁滞回线方面的两个磁配置。我们发现这种增强是由自由层中两个磁态之间的涨落引起的。虽然1/f噪声几乎与磁结构无关，但RTN在反平行结构中得到增强。这些发现表明RTN的自旋依赖性激活的存在。散粒噪声揭示了通过结晶MgO势垒的自旋相关的相干隧穿过程。
2013-01-09 cond-mat.mes-hall
Landau-Zener tunneling of a single Tb3+ magnetic moment allowing the electronic read-out of a nuclear spin
基于碳纳米管量子点的多终端器件在非常低的温度下用于探测嵌入在双酞菁铽（III）配合物（TbPc 2）中的单电子和核自旋。当两个分子强耦合到纳米管时，发现了具有大电导跳跃的自旋阀签名。横向场的应用分离了两种分子的磁信号，并实现了铽核自旋的单次读出。研究了朗道-齐纳（Landau-Zener，LZ）量子隧穿几率随场扫描速率的变化，建立了与LZ方程的良好一致性，并给出了隧道分裂Δ.有人发现？作为横向场的函数线性增加。这些研究是TbPc 2中单个核自旋的相干操纵的必要先决条件。
2013-04-24 cond-mat.mes-hall
Zero Energy Peak and Triplet Correlations in Nanoscale SFF Spin-Valves
采用自洽Bogoliubov-de Gennes方法，理论研究了非共线交换场作用下洁净SFF自旋阀中邻近诱导态密度。我们的研究结果清楚地表明，在DOS谱中的零能峰（ZEP）的存在和自旋-1三重态对相关性的持久性之间的直接相关性。通过系统地改变自旋阀的几何和材料参数，我们指出实验最佳的系统配置的ZEP是最明显的，可以有效地探测通过扫描隧道显微镜。我们补充这些发现在弹道制度采用Usadel形式主义在充分接近的限制，调查他们的扩散SFF同行。我们确定了最佳的归一化铁磁层厚度，导致最大的ZEP。我们的研究结果可以作为指导原则，在设计样品，为未来的实验。
2015-06-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
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
Transit-time resonances enabling amplification and generation of terahertz radiation in periodic graphene p-i-n structures with the Zener-Klein interband tunneling
石墨烯层中的Zener-Klein（ZK）带间隧穿效应产生了非线性的I-V特性，可用于太赫兹（THz）信号的整流和检测。隧穿电子和空穴在耗尽区的渡越时间延迟导致THz电流和THz电压之间的相移，在一定频率范围内产生负的动态电导，从而产生渡越时间（TT）不稳定性。ZK隧穿和TT负动态电导的组合使得能够实现共振太赫兹探测以及太赫兹辐射的放大和产生。我们提出并评估了基于周期级联GL p-i-n结构的THz器件，该结构表现出TT共振（GPIN-TTD）。这样的结构可以用作THz放大器，并且被放置在法布里-珀罗腔中，或耦合到THz天线或使用环形振荡器连接，作为THz辐射源。
2022-08-29 cond-mat.mes-hall
Charge and spin pumping through a double quantum dot
我们计算了耦合到正常金属或铁磁接触的具有强库仑相互作用的串联双量子点的绝热电荷和自旋泵浦。我们使用一个实时的图解方法在弱耦合的水库制度。在弱点间隧道耦合的情况下，我们研究了由于电荷涨落引起的隧道诱导重正化效应对泵浦电荷和自旋的影响。我们发现，隧穿通过热激发态可以发挥重要作用，在强interdot耦合制度。特别是，对于铁磁接触，这两种效应都能够产生纯自旋电流。此外，它们可以导致反转的自旋阀效应，甚至导致输运方向的反转以及发散的隧穿磁阻。
2010-12-10 cond-mat.mes-hall
Transport of spin-anisotropy without spin currents
我们重新运输的自旋自由度通过电和热偏置隧道结之间的两个铁磁体与非共线磁化。除了众所周知的电荷和自旋电流，我们表明，非零自旋四极电流之间的铁磁体流动。这个张量值的电流描述了与电路的局部和非局部多粒子自旋相关性相关的自旋各向异性的非平衡输运。这种二次自旋各向异性，用自旋四极矩来量化，基本上是一个双电子量。在具有嵌入式量子点的自旋阀中，已经示出了这样的电流导致影响可测量的量子点自旋和电荷动力学的四极积累。这里研究的自旋阀模型允许详细地计算关于自旋四极存储和传输的基本问题，而忽略量子点的检测。这种物理上的理解，这一特定的设备是重要的更复杂的设备，自旋四极子运输可以检测。我们证明，就存储和传输而言，自旋各向异性仅部分地由自旋极化决定。事实上，对于热偏置的自旋阀，电荷和自旋电流可能消失，而纯交换自旋四极电流仍然存在，这似乎是泡利原理的基本结果。我们扩展的实时图解方法，有效地计算多粒子自旋可观的平均值，特别是自旋四极电流。虽然该文件只解决领先的顺序和自旋守恒隧穿，我们制定的技术为任意顺序的任意，自旋相关的隧道耦合的方式，使自己扩展到量子点自旋阀结构。
2013-05-21 cond-mat.mes-hall
Unconventional spin valve effect in altermagnets induced by Rashba spin orbit coupling and triplet superconductivity
Dibrugarh University（迪布鲁加尔大学）
研究通过Rashba自旋轨道耦合和三重态超导性在交替磁体/三重态超导体/交替磁体结中诱导非常规自旋阀效应，揭示其电导、自旋极化和TMR的三重态配对对称性特征。
2026-02-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Electron cooling in diffusive normal metal - superconductor tunnel junctions with a spin-valve ferromagnetic interlayer
本文研究了扩散SIF 1F 2 N隧道结中的热量和电荷输运，其中N（S）是正常（超导）电极，I是绝缘层，F1，2是两个具有任意磁化方向的铁磁体.这种结构中的电流在亚带隙偏压下的流动伴随着从普通金属到超导体的热传递，这使得普通金属中的电子能够制冷。结果表明，制冷效率取决于铁磁交换场h的强度和两层F层磁化强度之间的夹角α。正如预期的那样，对于比超导序参量Δ大得多的h值，邻近效应被抑制，并且相对于NIS结的制冷效率增加。然而，对于h \sim Δ，冷却功率（即，从正常金属储集器流出的热流）具有作为h的函数的非单调行为，在h \approx Δ处示出最小值。我们还确定了冷却功率与铁磁层的长度、偏置电压、温度、隧穿势垒的透射率和磁化失准角α的关系。
2012-03-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
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
Reflection high-energy electron diffraction and scanning tunneling microscopy study of InP(001) surface reconstructions
用原位反射高能电子衍射（RHEED）和扫描隧道显微镜（STM）研究了分子束外延制备的InP（001）表面的重构。生长室包含一个高度精确的温度测量系统，并使用固体源，破碎的磷，带阀的泻流室。用RHEED在三个主要方向上分析了五个InP（001）的重构。在固定的P2通量下，降低衬底温度给出以下重建：c（2x 8），（2x 4），（2x 1），（2x2）和c（4x 4）。在原位STM图像显示，只有两个这些重建在真实空间中产生长程周期性。InP（001）不形成富金属（4x 2）重构，这是令人惊讶的，因为（4x 2）重构已经被称为通用表面重构，因为所有III-V（001）表面被认为有利于其形成。
2015-03-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Probing Tunneling Spin Injection into Graphene via Bias Dependence
系统地研究了石墨烯横向自旋阀中自旋注入的偏压依赖性，以确定影响隧穿自旋注入效率的因素。研究了三种类型的结，包括MgO和六方氮化硼（hBN）隧道势垒和直接接触。直流偏置电流施加到注入器电极诱导的非局域自旋信号的MgO和hBN隧道势垒的强非线性偏置依赖性。此外，对于两种隧道势垒，该信号在负DC偏压下反转其符号。对具有宽范围接触电阻的注入器电极的偏压依赖性的分析表明，符号反转与偏压而不是电流相关。我们考虑了不同的非线性偏置依赖机制，并得出结论，铁磁电极的能量依赖的自旋极化电子结构，而不是电场诱导的自旋漂移效应或自旋过滤效应的隧道势垒，是最有可能的解释实验观察。
2018-06-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Room-temperature and tunable tunneling magnetoresistance in Fe3GaTe2-based all-2D van der Waals heterojunctions with high spin polarization
本研究基于Fe3GaTe2/WS2/Fe3GaTe2异质结构实现了室温磁隧道结，在10 K下TMR比达213%、自旋极化率达72%，并发现TMR可通过偏置电流调制甚至发生符号反转，为低能耗全二维自旋电子器件提供了新途径。
2023-03-09 cond-mat.mes-hall
Spin Diode Based on Fe/MgO Double Tunnel Junction
我们展示了一个自旋二极管组成的半导体自由纳米尺度的Fe/MgO基双隧道结。该器件具有近乎完美的自旋阀效应和强二极管效应。与我们的数据相一致的机制是共振隧穿通过中间铁磁层中的离散状态夹在不同的自旋依赖的透明度的隧道势垒。观察到的磁阻是创纪录的高，~ 4000%，基本上使该结构成为开/关自旋开关。这与强二极管效应（~100）相结合，提供了一种新的器件，对于磁性随机存取存储器和可重编程逻辑等技术来说应该是有希望的。
2007-10-18 cond-mat.mes-hall
Precession of entangled spin and pseudospin in double quantum dots
量子点自旋阀的特征在于交换场，其诱导自旋进动并且即使在没有自旋分裂的情况下也产生电流自旋共振。在双量子点中已经研究了类似的效应，其中轨道自由度，赝自旋，取代了阀配置中的自旋。现在，我们推广这种设置，允许任意自旋和轨道极化的铅，从而获得更丰富的各种电流共振，源于纠缠自旋和赝自旋的进动动力学。我们观察到这两个矢量的退相干，泵和进动，这只能通过也考虑自旋赝自旋的动力学理解的微妙的相互作用。数值结果得到的框架内的广义主方程的cotunneling近似，并补充了一个连贯的顺序隧道模型的分析。
2022-02-08 cond-mat.mes-hall quant-ph
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
