界面自旋翻转对有限尺寸的铁磁体_非磁性半导体_铁磁体体系自旋注入的影响(英文).pdf

标题和描述中提到的主题是关于界面自旋翻转散射对有限尺寸的铁磁体/非磁性半导体/铁磁体结构中自旋注入效率的影响。这篇文章深入探讨了这一现象，尤其是在理论层面，分析了自旋翻转如何影响自旋极化电流在不同材料界面的传输，以及它对隧穿磁阻（TMR）的显著影响。 文章的研究集中在自旋电子学领域，这是一个涉及利用电子自旋而非电荷进行信息处理的技术。在铁磁体/非磁性半导体/铁磁体异质结中，自旋注入是关键过程，其中铁磁体的自旋极化电子通过非磁性半导体向另一个铁磁体层传输。这种现象在开发自旋电子器件，如自旋晶体管和磁电阻随机存取存储器（MRAM）中至关重要。 界面自旋翻转散射是指自旋极化电子在穿越界面时，由于界面散射效应导致自旋方向的改变。这种翻转导致自旋记忆损失，即自旋极化的电流无法连续地通过界面。论文指出，这种散射效应显著降低了自旋注入效率，并且直接影响隧穿磁阻的大小。隧穿磁阻是衡量材料在磁场改变时其电阻变化的一个参数，对于磁性存储设备的性能至关重要。 在有限尺寸的系统中，这种效应尤为重要，因为界面区域的相对比例较大，从而增强了自旋翻转散射的影响。文章通过理论计算揭示了当自旋注入效率变化时，隧穿磁阻的变化趋势，具体表现为自旋注入效率从0增加到100%时，隧穿磁阻增大了两个数量级。这表明界面自旋翻转散射是决定这类异质结性能的关键因素。 关键词“自旋注入效率”强调了自旋注入过程中自旋电流保持其初始极化的程度，这是衡量自旋电子器件性能的重要指标。“有限尺寸”强调了结构的几何特性对自旋注入和传输的影响，特别是在纳米尺度下，界面效应变得更为显著。“自旋翻转散射”则指出了自旋在不同材料间传输时的损耗机制。 这篇论文提供了关于界面自旋翻转散射对有限尺寸铁磁体/非磁性半导体/铁磁体异质结自旋注入性能影响的深入理解，这对于优化自旋电子器件的设计和提高其性能具有重要的科学价值。