【摘 要】
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在传统的微电子学中,一般是利用电子的荷电性由电场来控制电子的输运过程,而忽略了电子的自旋状态。为了进一步提高电子器件的信息处理速度和存储密度,就必须对电子的自旋加
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在传统的微电子学中,一般是利用电子的荷电性由电场来控制电子的输运过程,而忽略了电子的自旋状态。为了进一步提高电子器件的信息处理速度和存储密度,就必须对电子的自旋加以利用,由此发展出一门新的学科--自旋电子学。
基于磁隧道结的Slonczewski自由电子模型,我们在两铁磁金属之间的势垒区外加磁场,使电子自旋以一定概率反转,调制电子在势垒区内的自旋状态。由于电子传导是自旋相关的,从而可以通过外加磁场对电子自旋自由度的操纵调制电导。外加磁场的效果是调制了电子的自旋极化率,如果我们对电导调制效果做一等效处理就和电子自旋不变而铁磁磁畴偏转一夹角等效。与传统磁隧道结的不同之处在于,外加磁场不是调节铁磁磁畴的磁矩方向使两铁磁磁畴只能取平行和反平行两种状态,而是通过调制电子的自旋态实现电导的连续调制。
我们还讨论了外加磁场对双势垒磁隧道结的自旋调制效果。当电子自旋向上波矢满足共振条件时,由于共振隧穿效应,在单带模型中隧道结透射概率的表达式不再含有e-2kd衰减因子。因此,与传统单势垒磁隧道结相比,双势垒磁隧道结的工作电流因共振隧穿效应而增大,可在自旋阈电子器件中获得应用。
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