n 型 (In,Fe)As 中的少数自旋杂质带：铁磁半导体的材料视角
材料科学
2021-03-17 v1
摘要
充分理解 n 型铁磁半导体(FMSs)的性质——作为主流 p 型材料的补充——是半导体自旋电子学中的一项挑战性目标，因为 n 型 FMSs 中的铁磁性在理论上并不平凡。软 X 射线角分辨光电子能谱(SX-ARPES)是研究 FMSs 中载流子诱导铁磁性的有力手段。此处我们对典型 n 型 FMS (In,Fe)As 的 SX-ARPES 研究揭示了包括 Fe-3d 杂质带(IBs)和宿主 InAs 能带在内的完整能带结构，并为电子占据 InAs 衍生导带(CB)提供了直接证据。发现一条少数自旋 Fe-3d 杂质带位于导带底(CBM)正下方。该杂质带由未占据 Fe-3d 态与已占据 InAs 的 CBM 以自旋依赖方式杂化形成，导致导带的大自旋极化。含杂质带的能带结构随能带填充而变化，无法用刚性带图像解释，这暗示了 FMS 材料中实现载流子诱导铁磁性的统一图像。
引用
@article{arxiv.2009.06285,
title = {Minority-Spin Impurity Band in n-Type (In,Fe)As: A Materials Perspective for Ferromagnetic Semiconductors},
author = {Masaki Kobayashi and Le Duc Anh and Jan Minar and Walayat Khan and Stephan Borek and Pham Nam Hai and Yoshihisa Harada and Thorsten Schmitt and Masaharu Oshima and Atsushi Fujimori and Masaaki Tanaka and Vladimir N. Strocov},
journal= {arXiv preprint arXiv:2009.06285},
year = {2021}
}
备注
24 pages, 7 figures