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
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
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 transfer torques in nonlocal lateral spin valve
本文对具有非共线磁位形的非局域横向自旋阀中的自旋和电子输运进行了理论研究。非局部磁阻，定义为在注入电流的检测引线上的电压差，推导出解析。计算了探测引线上的自旋转移力矩。结果表明，平行和反平行磁结构的自旋转移矩是对称的，这与传统的三明治自旋阀不同。
2008-06-16 cond-mat.mes-hall
Giant enhancement of spin accumulation and long-distance spin precession in metallic lateral spin valves
横向自旋阀中的非定域自旋注入有望成为产生纯自旋电流的有效方法。然而，决定流入附加铁磁线的自旋电流大小的自旋阀电压通常为1 μV的量级。在这里，我们表明，具有低电阻的NiFe/MgO/Ag结的横向自旋阀能够在高施加电流密度下实现有效的自旋注入，这导致自旋阀电压增加了百倍。Hanle效应测量表明，在6 μm长的Ag丝上存在长距离的2 π自旋集体旋进.这些结果表明，路线更快和可操纵的自旋输运的纯自旋电流为基础的存储器，逻辑和传感设备的发展。
2011-05-09 cond-mat.mes-hall
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
Anomalous-Nernst and anisotropic magnetoresistive heating in a lateral spin valve
利用全电锁定测量方法测量了横向多端坡莫合金/铜自旋阀中的能斯特效应和各向异性磁电阻加热。为了解释结果，开发了一个三维热电有限元模型。使用这个模型，我们提取的热分布，我们使用它来确定坡莫合金的反常能斯特系数Rn=0.13，也确定了最大角度θ =8度的磁化之前的开关过程中，当施加一个相反的非共线10 $^{\circ}$磁场。
2011-03-16 cond-mat.mes-hall
Spin diffusion length of Permalloy using spin absorption in lateral spin valves
我们采用自旋吸收技术在横向自旋阀提取的自旋扩散长度坡莫合金（Py）作为温度和电阻率的函数。观察到自旋扩散长度与Py的电导率的线性关系，证明Elliott-Yafet是坡莫合金中占主导地位的自旋弛豫机制。用文献中发现的其他数据完成数据集，我们获得了$λ_{Py}= (0.91\pm 0.04) (fΩm^2)/ρ_{Py}$。
2019-04-03 cond-mat.mes-hall
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
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
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
Diode effect in the lateral spin valve
我们提出了一个可能的实验装置，非互易电子输运在横向自旋阀由于非共面分布的磁矩（和场）的系统。一些金属（Al，Cu）和半导体（GaAs，InSb等）由于大的自旋翻转长度（0.3- 2.0 $μm$），证明了即使在室温下也会有自旋积累。在基于这种材料和两个平行磁电极的横向自旋阀中观察到了Hanle旋进。我们提供的理论估计表明，在配置与非平行磁电极的非互易效应是相同的顺序的值的效果，由于汉勒进动。这使得有可能观察到非可逆的电子输运，作为它们在所提出的系统中自旋1/2代数的非对易性的表现。非共面磁系统的这种性质在非共面型自旋电子器件中具有潜在的应用价值。
2019-07-04 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
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
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
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
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
Effects of carrier mobility and morphology in organic semiconductor spin valves
我们研究了四种不同电子性质的有机半导体（OSC）中的自旋输运，其中Fe和Co分别作为顶部和底部铁磁（FM）接触。在基于载电子OSC、三（8-羟基喹啉）铝（Alq $_3$）和载空穴OSC、酞菁铜（CuPc）的结中观察到室温的磁电阻（MR）效应。这两种OSC的MR显示出相似的温度依赖性，这表明FM引线而不是OSC在随温度升高的自旋输运退化中起主导作用。我们还研究了基于两种高横向迁移率载电子OSC，3，4，9，10-二萘嵌苯四甲酸二酐（PTCDA）和N，N '-双（4-三氟甲基苄基）-1，4，5，8-萘四甲酸二酰亚胺（CF $_3$ -NTCDI）的结。然而，这些结表现出弱得多的自旋输运效应。形态学研究表明，这些高迁移率OSC膜具有比Alq $_3$或CuPc粗糙得多的表面，因此自旋输运的劣化可能源于由于更粗糙的FM/OSC界面引起的增强的散射。我们的研究表明，FM/OSC界面在有机器件的自旋输运中起着重要的作用，需要进一步的探索。
2012-05-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
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
Ultra-high differential mobility and velocity of Néel walls in spin valves with planar-transverse polarizers under low perpendicularly injected currents
对垂直电流注入的狭长自旋阀中的横向畴壁动力学进行了理论研究。我们证明，稳定的行波运动的有限速度的TDWs生存足够强的平面横向偏振器。对于典型的铁磁材料（例如，Co）和可实现的自旋极化（$P=0.6$），TDW在低于$10^7$ $\mathrm{A/cm^2}$的电流密度下获得$10^3$ m/s的速度。该效率与垂直偏振器的效率相当。更重要的是，在这种情况下，壁在稳定壁激发的开始附近具有超高的“微分迁移率”。我们的研究结果为开发基于TDW传播的低能耗磁性纳米器件开辟了新的可能性。此外，平行和垂直偏振器的分析完美地解释了现有的模拟结果。最后，进一步提高TDW的外部均匀横向磁场进行了研究，结果证明是有效的。
2019-07-11 cond-mat.mes-hall
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
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-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
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
Opto-Valleytronic Spin Injection in Monolayer MoS2/Few-Layer Graphene Hybrid Spin Valves
二维（2D）材料提供了用于自旋电子学和谷电子学的独特平台，这是由于能够将非常不同的功能组合到一个垂直堆叠的异质结构中，其中每种组成材料的强度可以补偿其他组成材料的弱点。石墨烯已被证明是在室温下用于自旋输运的特殊材料，然而它缺乏自旋和光学自由度的耦合。相反，自旋/谷极化可以有效地产生在单层过渡金属二硫属化物（TMD），如MoS 2通过吸收圆偏振光，但横向自旋或谷传输尚未实现在室温下。在这封信中，我们制作单层二硫化钼/少层石墨烯混合自旋阀，并证明，第一次，光电子自旋注入跨TMD/石墨烯界面。我们观察到自旋极化的大小和方向是由螺旋度和光子能量控制的。此外，Hanle自旋进动测量证实了光学自旋注入，自旋运输，和电检测到室温。最后，通过一维漂移扩散模型的分析，量化了光注入的自旋电流和自旋输运参数。我们的研究结果表明，二维自旋电子/valleytronic系统，实现在室温下在一个单一的设备，这为多功能的二维自旋电子器件的存储器和逻辑应用铺平了道路的光学自旋注入和横向自旋输运。
2017-05-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Closed-loop electric currents and non-local resistance measurements with wide F/I/N tunnel contacts
横向自旋阀用于产生和表征纯自旋电流。在这种结构中测量的非局部电压提供了关于自旋极化和自旋衰减速率的信息。对于宽的高透明度F/N接触，它表明，约翰逊-Silsbee非局部效应是大大丰富的闭环电流驱动的本地自旋注入在电子悬挂部分的阀门。对于具有低透明度的F/I/N隧道接触的阀，这种圆形电流被强烈抑制，但我们表明，电压修改持续存在，可能是显着的，并且必须在数据分析中考虑。
2019-11-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
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
Absence of lateral domain wall mobility in Zn1-xMgxO thin films
Oak Ridge National Laboratory（橡树岭国家实验室）；The Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学）
该研究发现Zn₁₋ₓMgₓO的极化反转无横向畴壁迁移率，通过垂直柱状丝形核实现，与钙钛矿的生长介导开关机制不同，明确了其形核主导的开关特性。
2026-08-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Facile fabrication of lateral nanowire wrap-gate devices with improved performance
我们提出了一种简单的横向纳米线绕栅器件的制造技术，具有高的电容耦合和场效应迁移率。我们的工艺采用电子束光刻技术，只需一个抗蚀剂旋转步骤，不需要化学蚀刻。我们测量，在1.5-250 K的温度范围内，亚阈值斜率为5-54 mV/decade和迁移率为2800-2500 $cm^2/Vs$ -显着大于以前报道的横向绕栅器件。在耗尽时，栅控区的势垒高度与施加的环绕栅电压成比例。
2011-06-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
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
A strain-controlled magnetostrictive pseudo spin valve
通过逆磁致伸缩效应实现磁场控制是提高基于巨磁电阻效应的高能效存储和传感器件性能的有效途径。本文报道了在铁电PMN-PT衬底上生长的Co $/$ Cu $/$ Py赝自旋阀的横向电场驱动的应变介导磁性能调制。结果表明，随着电场的增加，赝自旋阀的巨磁电阻率逐渐减小，这是由于应变诱导磁弹性各向异性的贡献导致Co层的磁化强度偏离了初始方向.此外，我们表明，应变诱导的磁各向异性有效地转移磁致伸缩Co层的开关场，同时保持开关场的近零磁致伸缩Py层不受影响，由于其可忽略的磁致伸缩常数。我们认为，磁致伸缩优化的磁性薄膜在适当的工程多层结构可以提供一条路径，以提高自旋电子器件中的选择性磁开关。
2023-02-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
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
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
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
Strong in-plane magnetic anisotropy (Co0.15Fe0.85)5GeTe2/graphene van der Waals heterostructure spin-valve at room temperature
本文报道了室温下具有强面内磁各向异性的(Co0.15Fe0.85)5GeTe2/石墨烯范德华异质结横向自旋阀，通过实验和DFT计算证明其高效自旋注入、检测及负自旋极化，为自旋电子学器件发展提供了新途径。
2023-10-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
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
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
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
Van der Waals Magnet based Spin-Valve Devices at Room Temperature
范德华（vdW）磁体的发现为凝聚态物理和自旋电子技术开辟了一个新的范例。然而，到目前为止，具有vdW磁体的有源自旋电子器件的操作仅限于低温温度，抑制了其更广泛的实际应用。在这里，我们第一次展示了室温自旋阀器件使用VDW巡回铁磁体Fe 5GeTe 2在异质结构与石墨烯。Fe 5GeTe 2/石墨烯vdW界面的隧道自旋极化在室温下被检测为显著大~ 45%并且为负。横向自旋阀器件设计能够实现自旋信号的电控制和用于器件应用的基本构建块的实现，例如有效的自旋注入、传输、进动和检测功能。此外，不同的磁取向的测量提供了独特的见解Fe 5GeTe 2的磁各向异性及其与自旋极化和动力学的异质结构的关系。这些发现为在环境温度下应用基于vdW磁体的全二维自旋电子器件和集成自旋电路提供了机会。
2021-07-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
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
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
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
Magnetoresistance of a two-dimensional electron gas with spatially periodic lateral modulations: Exact consequences of Boltzmann's equation
从玻尔兹曼方程出发，在碰撞算符中考虑各向异性散射，研究了一维超晶格对二维电子系统的影响。除了静电场和磁场定义的超晶格，我们认为流动性超晶格描述的散射中心的空间调制密度。我们证明，在$x$ -方向的磁和电超晶格只影响电阻率分量$ρ_{xx}$，如果流动性是均匀的，而在$x$ -方向的流动性晶格的情况下，电和磁调制只影响$ρ_{yy}$。通过数值求解玻尔兹曼方程，统一计算了弱磁场中的正磁阻效应和强磁场中的外斯振荡。
1997-09-05 cond-mat.mes-hall
A Comprehensive Study of Charge-Carrier Mobility in Double Lateral-Gate Silicon Junctionless Transistors
Laye Rooyan Part, Isfahan Science and Technology Town（拉耶鲁扬部分，伊斯法罕科技城）；Department of Physics, Isfahan University of Technology（伊斯法罕理工大学物理系）；Institute of Microengineering and Nanoelectronics, Universiti Kebangsaan Malaysia（马来西亚国立大学微工程与纳米电子研究所）；Department of Electrical and Computer Engineering, University of Texas at Dallas（德克萨斯大学达拉斯分校电气与计算机工程系）
该研究结合TCAD Sentaurus模拟与实验，分析气隙侧栅极双侧栅极硅无结晶体管的电荷载流子迁移率，揭示其低杂质散射等优势，为器件电荷转移提供全面认识。
2026-08-25 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
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
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
