广州升降车出租,  广州升降车,  广州升降车公司    ｎｏｎ－ｌｏｃａｌ测置结构中的自旋     注入在铁磁性金属（ＦＭ）／非磁性金属（ＮＭ）混合纳米结构中，由于存在的自旋积累和角动量转移而呈现出众多的电输运特性。在这种自旋依赖的输运系统中，自旋流，即自旋角动量的流动，是关键因素。为了研究自旋流的特性，过去大多数其他团体的实验都是以“电流垂直于平面”（ＣＰＰ）垂直结构进行的。但是制作具有垂直结构的多端器件十分困难，所以只能获得很有限的关于磁性多层膜的相关电阻的信息。另一方面，因为横向配置的ＦＭ／ＮＭ混合纳米结构的灵活性，它们在开发多端的自旋电子器件上有优势。特别声明，由非局部自旋注入＋产生的纯自旋电流是一种检测纯粹与自旋传输有关电信号的有力工具。采取这样的结构，就能够消除由电荷电流引导的诸如各向异性磁阻和反常霍尔效应的干扰。在铁磁体和非磁体左侧之间进行加入自旋注入的偏置电压，自旋极化电子从非磁体的左侧抽取，从铁磁体中注入。这导致非平衡的自旋在Ｆ／Ｎ接触点附近积累。因为非磁体左侧比Ｆ／Ｎ结下的电化学势低，产生电场，电子随之移动。在非磁体右边，尽管没有电场，但从非平衡到平衡态的扩散过程同样引起了电子的运动。由于过剩的自旋向上的电子积累在Ｆ／Ｎ界面处，向上自旋电子扩散到非磁体材料右侧。另一方面，在界面处缺乏自旋向下的电子，于是引入了与自旋向上电子运动方向相反的自旋向下的自旋流。这样，非局部注入状态下，一个只带有自旋角动量、不带电荷的纯自旋流就成功产生了。

        这时可以测试另一个铁磁电极端电压，来检测所产生的纯自旋流。这也是检测自旋注入的标准四端（ｎｏｎ－ｌｏｃａｌ）结构，两个铁磁电极分别连接一个非磁性电极。纯自旋流被注入到铁磁金属中，由自旋依赖的电导引起的铁磁金属静电势的变化。变化量的符号取决于注入自旋流的自旋方向和电极磁化方向之间的相对夹角。当注入自旋的方向平行于探测处多子（少子）自旋态，则探测处的静电势有正的（负的）偏移。  非局域自旋注入标准结构和原理非局部自旋注入在非磁体（ＮＭ）中产生自旋积累。自旋依赖化学势＆和＆在非磁体（ＮＭ）衰减。它们用带有相对磁化方向的铁磁（ＦＭ）电极探测电信号的变化。自旋在非磁体（ＮＭ）内扩散，当扩散到右侧检测铁磁体（ＦＭ）处（ＮＭ自旋扩散长度之内），在右侧检测铁磁体（ＦＭ）内发生自旋弛豫，自旋弛豫情况取决于注入的自旋流的极化相对于探测电极的磁化方向。由于费米表面附近的态密度和自旋方向相关。所以，弛豫后的势能也就因为自旋方向不同而改变。当在水平自旋阀（ＬＳＶ）注入端（ＦＭ）的磁化方向和检测端（ＦＭ）的磁化方向变得反向时，检测端的电压信号（相比同向状态）是不同的。因此，通过扫描磁场平行或者反平行于铁磁电极易轴（磁化方向）时，能观察到明显的特征自旋信号.   

    这个由自旋注入产生的电压信号被称为自旋信号．假设ＦＭ和ＮＭ间界面接触良好，从一维自旋扩散模型出发，自旋信号和两个铁磁电极间的距离的关系；分别是ＦＭ注入结，检测结，以及ＮＭ横截面的面积，４是自旋极化率。对于金属而言，非磁性、弱自旋轨道耦合的金属比如铝（Ａ１），铜（Ｃｕ）的自旋扩散长度在ｌＯＯｎｍ（室温下）数量级，而大多数铁磁金属（强自旋轨道耦合）的自旋扩散长度更小。正如前沿部分所介绍，科学家开始把研究目光投向半导体和新型材料，但不可避免的引入电导失配的问题，于是氧化物隧道层开始被广泛应用于自旋注入的检测。理论上，在隧道接触自旋注入情形下，隧道结电阻通常要比自旋扩散长度内的沟道电阻大得多，非局域自旋阀信号可以用一维自旋漂移扩散模型来推导,  是电流注入到半导体沟道的自旋极化率，自旋扩散长度，半导体的电导率，半导体通道横截面积，和Ｚ是自旋注入端与检测端之间的距离。＋（－）符号表示自旋注入器和检测器平行（反平行）磁化时候的状态。在实验中，测量的＆信号通常有一个不为零值的背景电压。因此，我们通常通过测量非局域自旋阀信号的变化量，来进行进一步的物理机制探究,   这是一个简单的空间距离Ｚ对自旋扩散长度＆的指数衰减函数，这表明，为了观测到良好的非局域自旋阀信号，自旋注入端和检测端之间的距离设计的要与自旋扩散长度相当，这对器件的微加工过程中的工艺提出了一定的要求。

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    ２电学检测中的自旋动量锁定效应拓扑  Ｄｉｒａｃ材料是一种有趣的新型量子物质，它承载有时间反演对称性保护的自旋螺旋拓扑表面状态，许多奇异的物理，如ｍａｊｏｒａｎａ费米子和拓扑磁电效应。其中最基本的一个拓扑表面态的显著特性是自旋动量锁定，一个狄拉克锥（Ｄｉｍｅｃｏｎｅ），显示载流子的自旋切向拓扑表面态费米面并锁定垂直动量的方向。表面态的螺旋线自旋纹理，在Ｄｉｒａｃ点之上自旋是顺时针旋转纹理（左手性手性），在Ｄｉｒａｃ点之下自旋则是逆时针旋转纹理（右手性手性）。狄拉克锥和自旋动量锁定的电阻台阶自旋动量锁定是拓扑保护的基础。这种状态下，能够使动量翻转，进而使自旋翻转的背散射，在不破坏时间反演对称性的情况下被显著抑制。它同时也产生了自旋螺旋线流，由拓扑表面态直接负载的电流会自发极化，自旋极化方向沿１９着ｋｘｆｉ的方向，其中５是表面法向量，Ｓ是电子的运动方向（和电流方向相反）。自旋极化方向是平面内的，并且垂直于电流方向，并在扭转电流时反转或在方向相反的表面反转。特别说明，对于给定表面和给定的电流方向，不管电流是电子或空穴，相反的自旋动量螺旋性，自旋极化方向是相同的。电学测量获得的磁滞回线状的ＭＲ曲线通常随着电流的方向而发生改变。来回扫描磁场，其中黑色和红色的箭头代表磁场扫描的方向，测量的电阻变化取决于表面态自旋极化和铁磁电极磁化的相对方向。电子磁矩平行于铁磁电极磁化方向Ｍ时，测量的电阻是低电阻状态，电子磁矩％反平行于铁磁电极磁化方向Ｍ时，测量的电阻是高电阻状态。其中，ｋｅ是电子的动量，其方向与电流方向相反。这种结构类似于，电阻是由相对磁化决定的两个铁磁层之间的方位决定的典型的磁隧道结结构。ＭＲ曲线中，电阻的变化对应于铁磁电极的磁化方向的突然转变（也就是电极矫顽力值处）。

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