铁磁体/半导体结构中自旋积累的电学表征

我们将通过铁磁金属/半导体肖特基势垒的自旋注入和提取视为量子散射问题。这使得该理论能够解释涉及通过肖特基势垒的自旋依赖电流的多种现象，特别是近期实验中观察到的由于电流提取导致的半导体中反直觉的自旋极化方向。对此现象的一种可能解释是考虑了界面区域束缚态引起的自旋依赖非弹性散射。我们对穿过界面的自旋输运进行了量子力学处理，并将其与相邻介质中的半经典输运描述相结合，在其中我们考虑了实验所用平面几何结构中沿界面的面内自旋扩散。该理论构成了计算多端系统中自旋依赖电流流动的基础，该系统由附着多个铁磁触点的半导体沟道组成，其中通过自旋注入/提取产生的自旋积累可以通过电学手段有效感知。三端系统可用作磁存储单元，信息位编码在其中一个触点的磁化强度中。利用五个端子，我们构建了一个可重编程逻辑门，其中逻辑输入和功能编码在四个端子的磁化强度中，而第五个端子的输出电流给出运算结果。