自旋伪阀型$\mathrm{L}_j$/半导体/$\mathrm{L}_j$三层膜(其中$\mathrm{L}_j$为铁磁体)的自旋输运理论分析

本文对伪阀自旋(PSV)异质结构中的自旋输运进行了理论研究。对于半导体(SC)，考虑了倒空间$\Gamma$点的导带和自旋轨道耦合(SOC)。对于左侧($l$)和右侧($r$)的铁磁(FM)电极，考虑了内部交换能($\Delta_j$，其中$j = \left(l,r\right)$)和势垒平面上的磁化方向矢量($\mathbf{n}_j$)。从具有边界条件的{\em Schr"odinger-Pauli}方程出发，得到了透射概率作为$\mathbf{n}_j$方向函数的解析表达式。此外，利用单通道的{\em Landauer-B"{u}ttiker}公式，计算了T $\approx$ 0 K时的隧道磁电阻(TMR)，该值取决于有利于FM磁化的晶轴方向($\theta_m$)和SC的厚度。观察到当$\mathbf{n}_l$方向平行于$\theta_m$时，TMR达到最大值。将此物理数学模型应用于Fe/SC/Fe PSV，其中SC为GaAs、GaSb和InAs，发现{\em Dresselhaus} SOC对TMR没有显著贡献。