磁性隧道结电子输运特性的研究

在Slonczewsik自由电子理论模型下,研究了两铁磁性金属电极被一平面磁性势垒隔开的磁性隧道结零偏压下的隧穿电导、自旋极化率和隧穿磁阻比率,研究表明隧道结的磁结构对隧穿电导和隧穿磁阻的值有很大的影响,当两磁性电极分子场方向相同,且都与势垒层分子场反平行时,隧穿电导数值达到最大,两者平行时,其数值最小,同时还分析了分子场的相对取向等对磁性隧道结自旋极化电子输运性质的影响。研究结果对自旋电子器件的设计具有一定的指导意义。     

磁性隧道结自旋极化电子的隧穿特性

铁磁金属间通过中间层的自旋极化电子隧穿产生的磁性耦合,在自旋电子器件中有许多潜在的应用.考虑由一平面磁性势垒层隔开的两铁磁性金属电极构成的磁性隧道结,针对中间层形成的矩形势垒,在近自由电子模型的基础上,计算零偏压下的隧穿电导、自旋极化率和隧穿磁阻比率,分析势垒层特性、分子场强弱、分子场相对取向等对隧道结自旋极化电子隧穿特性的影响.计算结果对自旋电子器件的设计具有一定的指导意义.     

多层结构双自旋过滤隧道结中的电子输运特性

在转移矩阵方法及Mireles和Kirczenow的量子相干输运理论的基础上,研究了正常金属层/磁性半导体层/非磁绝缘层/磁性半导体层/正常金属层型双自旋过滤隧道结中Rashba自旋轨道耦合效应和自旋过滤效应对自旋相关输运的影响.讨论了隧穿磁电阻（TMR）、隧穿电导与各材料层厚度、Rashba自旋轨道耦合强度以及两磁性半导体中磁矩的相对夹角θ之间的关系.研究表明：含磁性半导体层的双自旋过滤隧道结由于磁性半导体层的自旋过滤效应和Rashba自旋轨道耦合作用可获得极大的TMR值.另外TMR和隧穿电导随着Rashba自旋轨道耦合强度的变化而振荡,振荡周期随Rashba自旋轨道耦合强度的增大逐渐减小. 关键词： 双自旋过滤隧道结 Rashba自旋轨道耦合 隧穿磁电阻 隧穿电导     

对称抛物势阱磁性隧道结中的自旋输运及磁电阻效应

研究了两端具有铁磁接触的对称抛物势阱磁性隧道结(F/SPW/F)中自旋相关的隧穿概率和隧穿磁电阻,讨论了量子尺寸效应和Rashba 自旋轨道耦合作用对自旋极化输运特性的影响.研究结果表明:隧穿概率和隧穿磁电阻随抛物势阱宽度的增加发生周期性的振荡.抛物势阱深度的增加减小了隧穿概率和隧穿磁电阻的振荡频率.Rashba 自旋轨道耦合强度的增加加大了隧穿概率和隧穿磁电阻的振荡频率.隧穿概率和隧穿磁电阻的振幅和峰谷比强烈依赖于两铁磁电极中磁化方向的夹角. 关键词： 磁性隧道结 Rashba 自旋轨道耦合 隧穿概率 隧穿磁电阻     

处理具有任意形状势垒的磁性隧道结中电子输运的一个简单方法

在Slonczewski自由电子模型的基础上,提出了一个可用于处理具有任意形状势垒的磁性隧道结中磁电子输运的简单方法,并以三种常见构形的势垒,即梯形势垒,计入了镜像势的梯形势垒和抛物线势垒为例,讨论了势垒形状对隧穿磁电阻及其随偏压变化的影响. 关键词： 磁性隧道结 隧穿磁电阻 任意形状势垒 非零偏压     

金属-绝缘体-金属隧道发光结的电子隧穿和负阻现象

薄膜Au-Al₂O₃-Al隧道结(MIMTJ)在产生可见光发射的同时表现出了明显的负阻现象.这种负阻现象的物理机制是由于结中产生了作为发光中介作用的表面等离极化激元(SPP)对隧穿电子的阻挡作用.通过MIMTJ的电子输运的电路模拟和I-V特性的数值计算，揭示了SPP在I-V特性曲线中的负阻、隧道结发光中所起的关键作用. 关键词：     

具有纳米氧化层的磁性隧道结的热稳定性研究

研究发现在磁隧道结的反铁磁层和被钉扎铁磁层之间插入一层纳米氧化层，可以使磁隧道结的退火温度增加了40℃，即明显地提高了磁隧道结的温度稳定性.通过卢瑟福背散射实验直接观察到产生这一效应的原因是该纳米氧化层有效地抑制了Mn元素在退火过程中的扩散，从而使TMR值在较高的退火温度下得以保持. 关键词： 磁性隧道结 隧穿磁电阻 热稳定性 纳米氧化层     

MgO基磁性隧道结温度-偏压相图的理论研究

MgO基磁性隧道结是自旋电子器件研究的热点问题,其温度特性和偏压特性在实际应用中极其重要.因此,亟需在理论上计算得到MgO基磁性隧道结的温度-偏压相图.本文构建了适用于单晶势垒层磁性隧道结的理论.该理论将单晶势垒层视作周期性光栅,利用光学衍射理论处理势垒层对隧穿电子的衍射,因此可以很好地计入隧穿电子波的相干性.根据此理...     

石墨烯铁磁-绝缘层-超导结的输运

本文运用平均场模型的Dirac-Bogoliubov-de-Gennes方程和Bolonder-Tinkham-Klapwijk理论研究石墨烯铁磁-绝缘层-超导结的输运性质.研究表明:考虑有限宽度的绝缘层,隧穿电导-电压曲线呈现无衰减的振荡行为;同时隧穿电导随铁磁层中的交换能呈现非单调变化.对上述现象从石墨烯中类Dirac准粒子色散关系密切相关的电子散射过程予以解释.     

双势垒磁性隧道结的磁电阻效应及其在自旋晶体管中的应用

利用磁控溅射方法沉积双势垒磁性隧道结多层膜, 其中Al-O势垒层由等离子体氧化1 nm厚的 金属铝膜方式制备，然后采用深紫外光曝光和Ar离子刻蚀技术、微加工制备出长短轴分别为 6和3 μm大小的椭圆形双势垒磁性隧道结（DBMTJ），并在室温和低温下对其自旋电子输运 特性进行了研究. DBMTJ的隧穿磁电阻(TMR)比值在室温和42 K分别达到27％和423％， 结电阻分别为136 kΩ·μm²和175 kΩ·μm²，并在实验中观 察到平行状 态下存在低电阻态及共振隧穿效应，反平行态下呈现高电阻态以及TMR随外加偏压或直流电 流的增加而发生振荡现象. 由此，设计了一种基于这种双势垒磁性隧道结隧穿特性的自旋晶 体管. 关键词： 双势垒磁性隧道结 隧穿磁电阻 共振隧穿效应 自旋晶体管     

电子横向运动对共振隧穿的影响

讨论了电子横纵方向运动耦合时的隧穿现象,对CdSe/Zn1-xCdxSe方形双势垒结构和抛物形双势垒结构的数值计算表明,在零偏压和非零偏压情况下,电子横向运动对共振隧穿的影响是不容忽略的。     

Tunneling Through Rectangular Plus Linear Barrier

Tunneling through the superposition of two potential barriers, one rectangular and other linear, is discussed. Besides its importance in fields like nanostructure, the problem presents some interesting physical and mathematical features.     

Tunneling Conductance in dx2-y2+idxy Mixed Wave Superconductor Graphene Junctions

Using the extended Blonder-Tinkham-Klapwijk formalism, we investigate the conductance spectra of normal metal/d_x²-y²+id_xy mixed wave superconductor graphene junctions. It is found that the conductance spectra vary strongly with the orientation of the gap and the amplitude ratio (Δ₁/Δ₀) of two components for d_x²-y²+id_xy mixed wave. The zero bias conductance isnearly 2 and the conductance peak vanishes in doped graphene forα=0 and Δ₁/Δ₀=1. The conductance increases with increasing the amplitude ratio of two components for α=π/4 and Δ₁/Δ₀=1. The ZBCP becomesobservable wide with 1F/Δ₀<100 for α=π/4 and Δ₁/Δ₀=1. This property is different from that in normal metal/d_x²-y² wave superconductor graphenejunctions.     

Tunneling Through Black Rings

Hawking radiation of black ring solutions to 5-dimensional Einstein-Maxwell-dilaton theory is analyzed by use of the Parikh-Wilczek tunneling method. To get the correct tunneling amplitude and emission rate, we adopt and develop the Angheben-Nadalini-Vanzo Zerbini covariant approach to cover the effects of rotation and electronic discharge all at once, and the effect of back reaction is also taken into account. This constitutes a unified approach to the tunneling problem. Provided the first law of thermodynamics for black rings holds, the emission rate is proportional to the exponential of the change of Bekenstein-Hawking entropy. Explicit calculation for black ring temperatures agrees exactly with the results obtained via the classical surface gravity method and the quasi-local formalism.     

Tunneling Across an Inhomogeneous Delta-Barrier

The authors deal with the tunneling of electrons across an inhomogeneous delta-barrier defined by the potential energy (where 0$$ " align="middle" border="0"> and 0$$ " align="middle" border="0"> are two constants). In particular, the perpendicular incidence of an electron with a given value of the wave vector is considered. The electron is forward-scattered into the region behind the barrier (region 2: 0$$ " align="middle" border="0"> ), i. e. the wave function is composed of plane waves with all wave vectors such that and \left. 0 \right)} $$ " align="middle" border="0"> ) (where ). Therefore, if 0$$ " align="middle" border="0"> , the wave function of the electron is represented as , where . An approximate formula is derived for the amplitude . The authors pay a special attention to the flow density and calculate this function in two cases: 1. for the plane and 2. for high values of is the diffraction angle). The authors discuss the relevance of their diffraction problem in a prospective quantum-mechanical theory of the tunneling of electrons across a randomly inhomogeneous Schottky barrier.     

光子扫描隧道显微镜的探测场

通过修改光子扫描隧道显微镜探测场的计算模型，推导出比较符合实际的探测场及透射系数的计算公式，并利用这一新计算公式在微机上进行了模拟计算，得到了一些过去未曾发现的现象，对光子扫描隧道显微镜的实际探测具有一定的指导意义。     

Tunneling Conductance in Normal Metal/Insulator/Triplet Superconductor Junction

Tunneling conductance in normal metal/insulator/triplet superconductor junctions is studied theoretically as a function of the bias voltage at zero temperature and finite temperature. The results show there are zero-bias conductance peak, zero-bias conductance dip and double-minimum structures in the spectra for p-wave superconductor junctions. The existence of such structures in the conductance spectrum can be taken as evidence that the pairing symmetry of Sr2RuO4 is p-wave symmetry.     

量子线/绝缘层/p波超导体结的隧道谱

用Bogoliubov-de Gennes方程来研究量子线/绝缘层/p波超导体结(q/I/p)中的准粒子输运过程，利用推广的Blonder，Tinkham和Klapwijk模型计算绝对零度和有限温度下q/I/p的一级谐波隧道谱.和量子线/绝缘层/d波超导体结的一级谐波隧道谱不同的是q/I/p的一级谐波隧道谱中存在零偏压电导峰.随着q/I/p中绝缘层的势垒散射增强，q/I/p的一级谐波隧道谱中零偏压电导峰变高.