原子 Fe 纳米接触中自旋依赖电子输运的理论研究

我们预测了在由 Fe 原子链桥接的铁磁性 Fe 纳米接触中应可观察到的自旋电子器件现象。我们基于半经验考虑和来自 ab initio 密度泛函计算的铁块的已知电子结构开发了适当的模型哈密顿量。我们的模型能够很好地描述 Fe 纳米簇的表面性质以及体系的性质。我们联合使用 Lippmann-Schwinger 和 Green's 函数技术以及 Landauer 理论来预测在施加偏压下 Fe 纳米接触中电流、磁阻和电流自旋极化的特性。预测了包括负磁阻、电流自旋极化，以及在 Fe 纳米接触的反平行磁化下在中等偏压下电流自旋极化等等众多异常器件特性。我们探讨了拉伸原子链对磁阻和自旋极化的影响，并预测在铁纳米接触平行磁化下的电流自旋极化从负变正之间存在一个交叉临界 regime。我们发现由于在原子链经历破裂点通过 dangling bond 形成导致的共振传输在该临界 regime 中的自旋依赖输运中发挥重要作用。讨论了解释这些预测现象的物理机制。