粗糙界面情况下从铁磁体到半导体的自旋注入

本文从理论上研究了界面粗糙度对从铁磁体向半导体自旋注入的影响。即使是微小的界面不规则性也能导致注入效率的显著增强。当不规则性的典型尺寸 $a$ 处于 $\lambda_F \ll a \ll \lambda_N$ 的范围内时（其中 $\lambda_F$ 和 $\lambda_N$ 分别是铁磁体和半导体中的自旋扩散长度），几何增强因子约为 $\lambda_N$。增强的根源在于界面附近在 $\sim a$ 的小尺度上局部电场的改变。我们通过考虑若干通过弯曲铁磁体-半导体界面注入的解析可解示例来证明这种增强效应。对于一般的弯曲界面，增强因子约为 $\lambda_N / R$，其中 $R$ 为局部曲率半径。