室温下锗中自旋积累的电注入与检测
材料科学
2012-02-20 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
我们将自旋极化电子从Fe/MgO隧道势垒接触注入到电子密度为2e16 < n < 8e17 cm-3的n型Ge(001)衬底中，并使用三端Hanle测量电学检测产生的自旋积累。我们在Ge中观察到显著的自旋积累，直至室温。我们在正向和反向偏压（自旋提取和注入）下观察到自旋积累的进动退相（Hanle效应），并确定了225 K至300 K温度下的自旋寿命和相应的扩散长度。室温自旋寿命随着电子浓度的降低从τs = 50 ps增加到123 ps，这与块体Ge的电子自旋共振研究预期一致。测量的自旋电阻-面积乘积与载流子密度低于金属-绝缘体转变（MIT）的样品的理论预测值吻合良好，但对于高于MIT的样品则大100倍。这些数据表明，测量的自旋积累发生在Ge中，尽管掺杂剂衍生的界面或能带态可能增强了高于MIT的测量自旋电压。我们估计Ge中的极化率约为1%。
引用
@article{arxiv.1202.3994,
title = {Electrical injection and detection of spin accumulation in Ge at room temperature},
author = {A. T. Hanbicki and S. -. F. Cheng and R. Goswami and O. M. J. van `t Erve and B. T. Jonker},
journal= {arXiv preprint arXiv:1202.3994},
year = {2012}
}
备注
14 pages, 4 figures