铁磁体-半导体结处反常隧道霍尔效应的理论

我们报告了对铁磁体-半导体结处载流子散射不对称性的理论研究。通过一个解析的$2\times 2$自旋模型，我们证明，当Dresselhaus相互作用被包含在III-V族$T_d$对称群半导体的导带中时，电子可能会经历透射率相对于其平行波矢垂直于面内磁化强度的符号的差异。这种不对称性由一个独立于自旋轨道强度的唯一函数普适地标度。这一特殊特征被一个多带$\mathbf{k}\cdot \mathbf{p}$隧穿输运模型所重现。令人惊讶的是，由于内部原子自旋轨道强度且无需不对称势，透射的不对称性在半导体的价带中持续存在。我们提出了多带$14\times 14$和$30\times 30$ $\mathbf{k}\cdot \mathbf{p}$隧穿模型以及隧穿输运微扰计算来证实这些结果。这些结果表明，垂直于界面的隧道自旋流可以产生表面横向电荷流，即所谓的反常隧道霍尔效应。