铁磁四方硅烯中自旋输运的开关调制

我们利用非平衡格林函数方法研究了铁磁四方硅烯纳米带的能带结构与输运性质。在外电场、势能、交换场和自旋轨道耦合的共同作用下讨论了能带结构和自旋相关电导。通过改变纳米带的横向宽度，可轻易实现从半金属态到半导体态的相变。自旋相关电导的分离源于交换场和自旋轨道耦合的效应，而零电导行为则表现出由电场诱导的自旋相关带隙。我们提出了一种具有两个中心通道的四端四方硅烯纳米带器件构型。研究发现，自旋电流可利用两个开关进行控制。具有高势垒的开关可阻挡电子从中心散射区流入其他端子。有趣的是，仅施加一个开关即可实现自旋相关零电导和大的自旋极化。两个开关可提供多种操作以控制自旋相关输运性质。双通道铁磁四方硅烯纳米带可实现自旋电流的有效分离，可能是自旋电子器件的潜在候选者。