基于铁磁绝缘体/金属纳米异质结构的自旋输运研究
发布时间：2021-09-09 18:19
磁性存储和磁性逻辑等自旋器件的核心在于自旋信息的传递,现有的自旋器件主要依赖金属中的传导电子。磁子是铁磁体中低能激发态的准粒子,每一个磁子携带一个普朗克常量-h的自旋角动量,因此同样可以作为自旋信息的载体。在金属中,传导电子自旋的输运通常伴随着电荷的移动;而在铁磁绝缘体中,通过磁子传递自旋信息这种方式,可以避免电荷流产生的焦耳热的影响,从而显著降低器件的功耗。本论文主要研究一类铁磁绝缘体/金属纳米异质结构中的自旋输运性质,研究内容主要包括以下五个部分:（1）研究了 CoFe204/Pt薄膜体系中的自旋霍尔磁电阻效应。通过测量磁圆二色谱得到Pt中通过磁近邻效应产生的平均磁矩小于0.004 μB/Pt,可以忽略不计;Pt电阻随CoFe204磁矩的角度依赖关系表明该体系的磁电阻满足自旋霍尔磁电阻机制,而并非传统的各向异性磁电阻。（2）研究了纯Pt、YIG/Pt和CoFe204/Pt体系中的Hanle磁电阻效应（HMR）。通过HMR与Pt厚度的依赖关系的拟合可以得到Pt中的自旋扩散长度和自旋霍尔角;通过HMR与磁场依赖关系的拟合可以得到Pt中的自旋寿命;并且通过对比纯Pt和YIG/Pt、CoF...
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院物理研究所)北京市
【文章页数】：130 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
采用天然磁石做成的司南的示意图
动量散射使自旋分布随机化从而产生自旋弛豫[13]，自旋弛豫使非平衡的自旋分布回归到平衡态，电子的自旋弛豫时间分布在皮秒到微秒之间。电子的自旋弛豫过程有三种方式[14]，如图 1.3 所示：Elliott-Yafet 机制[15, 16]，在动量散射的同时，电子的自旋方向发生改变；Dyakonov-Perel 机制[17]，起源于缺乏反演对称性系统中的有效磁场，电子自旋在有效磁场中旋进，动量散射可以改变有效磁场的方向；共振散射机制[18]，在处于共振能量时，电子绕着磁性杂质旋转多圈，期间发生多次自旋翻转散射，最终电子离开杂质时失去自旋极化。图 1.2 通过电学方法实现自旋注入和探测的示意图。引自文献[11]
动量散射使自旋分布随机化从而产生自旋弛豫[13]，自旋弛豫使非平衡的自旋分布回归到平衡态，电子的自旋弛豫时间分布在皮秒到微秒之间。电子的自旋弛豫过程有三种方式[14]，如图 1.3 所示：Elliott-Yafet 机制[15, 16]，在动量散射的同时，电子的自旋方向发生改变；Dyakonov-Perel 机制[17]，起源于缺乏反演对称性系统中的有效磁场，电子自旋在有效磁场中旋进，动量散射可以改变有效磁场的方向；共振散射机制[18]，在处于共振能量时，电子绕着磁性杂质旋转多圈，期间发生多次自旋翻转散射，最终电子离开杂质时失去自旋极化。图 1.2 通过电学方法实现自旋注入和探测的示意图。引自文献[11]
本文编号：3392561
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院物理研究所)北京市
【文章页数】：130 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
采用天然磁石做成的司南的示意图
动量散射使自旋分布随机化从而产生自旋弛豫[13]，自旋弛豫使非平衡的自旋分布回归到平衡态，电子的自旋弛豫时间分布在皮秒到微秒之间。电子的自旋弛豫过程有三种方式[14]，如图 1.3 所示：Elliott-Yafet 机制[15, 16]，在动量散射的同时，电子的自旋方向发生改变；Dyakonov-Perel 机制[17]，起源于缺乏反演对称性系统中的有效磁场，电子自旋在有效磁场中旋进，动量散射可以改变有效磁场的方向；共振散射机制[18]，在处于共振能量时，电子绕着磁性杂质旋转多圈，期间发生多次自旋翻转散射，最终电子离开杂质时失去自旋极化。图 1.2 通过电学方法实现自旋注入和探测的示意图。引自文献[11]
动量散射使自旋分布随机化从而产生自旋弛豫[13]，自旋弛豫使非平衡的自旋分布回归到平衡态，电子的自旋弛豫时间分布在皮秒到微秒之间。电子的自旋弛豫过程有三种方式[14]，如图 1.3 所示：Elliott-Yafet 机制[15, 16]，在动量散射的同时，电子的自旋方向发生改变；Dyakonov-Perel 机制[17]，起源于缺乏反演对称性系统中的有效磁场，电子自旋在有效磁场中旋进，动量散射可以改变有效磁场的方向；共振散射机制[18]，在处于共振能量时，电子绕着磁性杂质旋转多圈，期间发生多次自旋翻转散射，最终电子离开杂质时失去自旋极化。图 1.2 通过电学方法实现自旋注入和探测的示意图。引自文献[11]
本文编号：3392561
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