作为高效自旋过滤器的反铁磁金刚石网络：自旋特异性半导体行为的提出

我们首次提出，由金刚石斑块组成的阵列（每个斑块的净磁化强度为零）可以在宽偏置窗口内实现完全的自旋极化。此外，该系统可用于实现自旋特异性的半导体行为。我们在紧束缚框架内描述了反铁磁金刚石网络，其中自旋相关散射源于巡游电子与不同晶格位点处局部磁矩之间的相互作用。自旋过滤的机制依赖于单个斑块内磁矩的特定排列。我们系统地研究了各种输入条件下的自旋极化现象，考察了其对网络尺寸、系统温度以及穿过每个斑块的磁通量的依赖关系。由于网络的几何结构，我们识别出一个与导电态共存的尖锐局域、高度简并的能级。通过调节物理参数，可以在这些简并局域态和导电能带之间建立一个小能隙，从而实现自旋特异性的 $p$ 型和 $n$ 型半导体行为。我们的发现为设计基于类似反铁磁网络的未来自旋电子器件提供了一种新途径。