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氮气氛下镍原子接触的高导电性与完全自旋过滤

介观与纳米尺度物理 2019-05-30 v1

摘要

通过纳米尺度结产生高效且高度自旋极化的电流,在纳米电子学与自旋电子学领域至关重要。本文中,利用第一性原理(ab initio)电子输运计算,我们预测了氮环境中镍原子接触的高导电性与完美自旋过滤:单个N2_2分子以平行方式(能量上最有利)位于两个镍电极之间。这一特殊性能源于铁磁电极的多数自旋ss类态与N2_2分子最低未占分子轨道之间的波函数正交性,因此多数自旋电子在界面处被完全阻挡。相反,对于少数自旋,由于Ni原子的dzx,zyd_{zx,zy}与N原子的px,yp_{x,y}之间的有效耦合,形成了两个几乎饱和的导电通道,从而产生约1G0G_0=2e2/h=2e^2/h)的大电导。因此,单个N2_2分子充当高导电的半金属导体。另一方面,掺入CO和NO的分子结表现出较低电导与部分自旋极化电流。

关键词

引用

@article{arxiv.1905.12606,
  title  = {Highly conductive and complete spin filtering of nickel atomic contacts in a nitrogen atmosphere},
  author = {Dongzhe Li},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1905.12606},
  year   = {2019}
}