相干外延半导体-铁磁绝缘体 InAs/EuS 界面：能带对齐与磁性结构
材料科学
2019-08-21 v1 介观与纳米尺度物理
量子物理
摘要
半导体-铁磁绝缘体混合异质结构因其可调的电子输运、自维持杂散场和局域邻近磁交换而引人关注。在本工作中，我们展示了晶格匹配的半导体-铁磁绝缘体 InAs/EuS 异质结构的外延生长，并分析了其原子尺度结构以及电子和磁性特征。发现 InAs/EuS 界面的费米能级靠近 InAs 导带且位于 EuS 的带隙中，从而保持了半导体特性。中子和 X 射线反射测量均表明铁磁分量主要局域在 EuS 薄膜中，且在最靠近 InAs 的 EuS 层内 Eu 磁矩受到抑制。尽管我们的第一性原理计算表明 InAs 层中存在小的交换场，但未检测到相邻 InAs 层中的诱导磁矩。本工作向实现高质量半导体-铁磁绝缘体混合结构迈进了一步，这是在无外磁场下发展各种量子和自旋电子学应用的关键要求。
引用
@article{arxiv.1908.07096,
title = {Coherent Epitaxial Semiconductor-Ferromagnetic Insulator InAs/EuS Interfaces: Band Alignment and Magnetic Structure},
author = {Yu Liu and Alessandra Luchini and Sara Martí-Sánchez and Christian Koch and Sergej Schuwalow and Sabbir A. Khan and Tomaš Stankevič and Sonia Francoua and Jose R. L. Mardegan and Jonas A. Krieger and Vladimir N. Strocov and Jochen Stahn and Carlos A. F. Vaz and Mahesh Ramakrishnan and Urs Staub and Kim Lefmann and Gabriel Aeppli and Jordi Arbiol and Peter Krogstrup},
journal= {arXiv preprint arXiv:1908.07096},
year = {2019}
}