硅晶体管中的自旋依赖散射
介观与纳米尺度物理
2009-07-25 v3 材料科学
摘要
传导电子与中性施主的散射对其自旋态的相对取向高度敏感。我们提出了场效应晶体管中二维电子气 (2DEG) 的自旋依赖散射理论。我们的理论表明，该散射机制主要由向负电离施主能级的虚跃迁主导。这一效应转化为源漏电流，当施主自旋与强微波场共振时，该电流总是减小。我们提出了一个硅晶体管中施主杂质与传导电子相互作用的模型，并将我们的显式数值计算与电探测磁共振 (EDMR) 实验进行了比较。值得注意的是，我们表明 EDMR 对于放置在远离 2DEG 界面较深处的一个狭窄深度窗口内的“甜蜜点”处的施主是最优的。这使得能够显著优化置于甜蜜点处的最少数量施主的自旋信号强度，从而推动单自旋读出器件的发展。我们的理论揭示了传导电子自旋极化 的一个有趣依赖性。随着自旋注入导致 增加，EDMR 振幅首先按 增加，然后在达到极化阈值 时饱和。这些结果表明，可以利用 EDMR 作为硅及其他弱自旋 - 轨道耦合材料中载流子自旋极化的原位探针。
引用
@article{arxiv.0806.4638,
title = {Spin-dependent scattering in a silicon transistor},
author = {Rogerio de Sousa and Cheuk Chi Lo and Jeffrey Bokor},
journal= {arXiv preprint arXiv:0806.4638},
year = {2009}
}