圆盘形双层膜系统中自旋泵浦诱致的交变电压

发布时间：2020-06-03 22:41

【摘要】：自旋电子学是研究自旋相关效应及其应用的新型学科,其核心是研究如何有效地、精确地操纵电子自旋这个自由度,以实现高密度信息的存储、传输和处理。本文章以铁磁体/顺磁金属材料构成的圆盘形双层膜系统为研究对象,施加垂直于界面的强磁场,计算了有退磁场的情况下发生铁磁共振的频率与外磁场的关系,推导了从铁磁体泵浦进入顺磁金属材料的自旋流以及自旋流在顺磁金属中的扩散运动。获得了由逆自旋霍尔效应所产生的交变电压和由交变磁场自身所诱致的感生电压。结果表明,由于逆自旋霍尔效应,我们发现系统中不存在直流电压,只存在交流电压。我们还计算了逆自旋霍尔效应诱致的交流电压大小和激发磁场自身诱致的交流电压大小对外磁场的依赖性,发现在铁磁共振时,逆自旋霍尔效应诱致的交流电压大小达到最大,而偏离共振磁场后,交流电压大小很快衰减;而激发磁场自身诱致的交流电压大小随外磁场的增大而增加。其次,研究了在不同位相差下,在垂直于激发场方向总的交流电压大小对外磁场的依赖性,发现交流电压大小随着两者之间相位差的变化在共振点附近变化很明显;进一步在共振点附近,计算了总的交流电压大小对位相差的依赖性,发现位相为0时,交流电压达到最大;而位相为?时,交流电压达到最小;文章还计算了交流电压大小对激发功率的依赖性,不同于直流电压与激发功率P成正比的情况,交流电压与激发功率的二分之一次方成正比;最后,我们还分别研究了在不同功率和不同材料下交变电压大小随材料厚度的变化情况。结果表明,在我们所涉及的材料厚度范围内,对于铂和铊来讲,由逆自旋霍尔效应所诱致的交变电压大小随厚度的增大而减小;对于钯和金,交变电压的大小随厚度的增加先增大后减小,而总电压(包括逆自旋霍尔效应诱致的交变电压和交变磁场所感生的电压)的大小随厚度的增大而增大。
【图文】：

振光法：2010 年，Ando 等人[16]报道了一种在 NM-半导体混合结构中的显示半导体中吸收的圆偏振光能够转换为电信号。图 1.2 为 Pt / GaAs GaAs 层中，圆偏振光产生自旋极化载流子，通过 Pt / GaAs 界面引起入 Pt 层。由于 Pt 中的 ISHE，这个纯自旋电流被转换成电压。这种利法产生的自旋流大小与入射光的强度以及圆偏振光的偏振度成正比。图 1.1 自旋霍尔效应产生自旋流的示意图[15]

通常是在铁磁金属/Cu/重金属构成的系Cu 之间通入一个电荷流，此时电荷流在流u 层界面处产生自旋累积。累积的自旋旋流的大小随着重金属相对于 Cu 层位置。2007 年，Kimura 等人[17]使用坡莫合图 1.2 圆偏振光产生自旋流的示意图[16]
【学位授予单位】：山西大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：O469

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1 马俊芳;圆盘形双层膜系统中自旋泵浦诱致的交变电压[D];山西大学;2018年

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本文编号：2695507