金属薄膜上弹道电子发射显微镜的建模

自 Fert 和 Gr"unberg 发现巨磁阻 (GMR) 效应以来，电子学随着自旋电子学这一新分支的诞生而取得了突破。这门学科虽然年轻，但利用了电子的自旋特性。大多数利用电子这一特性的量子器件由半导体衬底上交替堆叠的磁性和非磁性薄层组成。表征这些结构的最佳工具之一是所谓的弹道电子发射显微镜 (BEEM)。最初，它专用于成像埋藏物体以及研究金属与半导体界面处形成的势垒。随着自旋电子学的发展，BEEM 已成为一种必不可少的波谱技术，但其基本原理仍未被完全理解。第一个基于非平衡 Keldysh 形式体系的现实模型被提出，用于描述 BEEM 实验过程中的电子输运。然而，尽管取得了成功，其应用仅限于通过一种称为格林函数 decimation 的计算方法来研究半无限结构。在此背景下，我们将该模型扩展到了薄膜和异质结构（如自旋阀）的情况：从电子遵循其传播材料的能带结构这一相同假设出发，我们建立了一个迭代公式，允许通过紧束缚方法计算有限系统的格林函数，并将其编码为 F90 代码。同时，我们开发了一种更简单的方法，避免了使用非平衡 Keldysh 形式体系。尽管方法简单，但我们表明这种直观方法给出的物理解释在定性上与非平衡方法相似。然而，对于更详细的研究，使用“非平衡方法”是不可避免的，特别是对于检测与层界面相关的厚度效应。