电流滞后效应顺磁共振隧穿二极管中电流自旋极化的影响

本文研究了基于 Zn$_{1-x}$Mn$_x$Se/ZnBeSe 异质结构的顺磁共振隧穿二极管（RTD）中的自旋相关量子输运。利用 Wigner-Poisson 方法并假设双电流模型，我们计算了外加磁场下自旋向上和自旋向下电子电流的电流-电压特性、势能分布和电子密度分布。我们发现，对于两种自旋极化电流，在电流-电压特性上均出现了两种类型的电流滞后。第一类电流滞后发生在共振电流峰以下的偏置电压处，由量子阱层中电子的积累引起。第二类电流滞后出现在共振电流峰以上的偏置电压处，由左侧接触区准束缚态的形成以及通过该准束缚态的共振隧穿引起。通过对计算出的自洽势分布和电子密度分布的分析，进一步支持了对这两类电流滞后的物理解释。基于这些结果，我们证明了在特定的偏置电压和磁场范围内，电流的自旋极化呈现出平台行为，具有近乎完全的自旋极化。这一特性对于自旋电子学的潜在应用非常有前景。