由Overhauser效应驱动的稀磁半导体的电驱动磁化
介观与纳米尺度物理
2010-05-04 v2
摘要
众所周知，在像GaMnAs这样的稀磁半导体（DMS）中，居里温度以及由此产生的磁化强度可以通过改变材料中空穴的平衡密度来控制。在此，我们提出，即使在恒定空穴密度下，上自旋和下自旋电子的准费米能级存在相对较小的不平衡，也能获得磁化强度的巨大变化。我们通过将稀磁半导体铁磁性的平均场理论与控制Mn自旋动力学的主方程耦合来证明，只要Mn自旋的替代弛豫路径（即自旋-晶格弛豫）可以忽略不计，上自旋和下自旋准费米能级仅分裂0.1 meV就会产生高达1 T的外部磁场效应。这一物理过程类似于经典的Overhauser效应（也称为动态核极化），其中Mn杂质扮演了原子核的角色。我们提出，可以使用以DMS为沟道的反平行构型横向自旋阀结构来演示这一效应，因为在类似系统的沟道内，这种量级的准费米能级分裂已在实验上被证明能够产生顺磁杂质自旋的极化。
引用
@article{arxiv.0811.1225,
title = {Electrically driven magnetization of diluted magnetic semiconductors actuated by Overhauser effect},
author = {L. Siddiqui and A. N. M. Zainuddin and S. Datta},
journal= {arXiv preprint arXiv:0811.1225},
year = {2010}
}
备注
Title, abstract and the body of the paper was modified although the basic conclusions remain unchanged. The modified version contains 7 pages, 4 figures.