铁磁_半导体_铁磁异质结中电子的自旋翻转及磁电阻效应.pdf

标题中的“铁磁_半导体_铁磁异质结中电子的自旋翻转及磁电阻效应”是指在一种特殊的电子器件结构中，即铁磁/半导体/铁磁（F/S/F）异质结中，研究电子自旋状态的翻转以及这种结构的磁电阻现象。磁电阻效应是指磁场变化导致材料电阻率变化的现象，而在F/S/F异质结中，这个效应受到电子自旋状态的影响。 描述中的关键词“半导体 导体技术 导体研究 参考文献 专业指导”表明这是一个关于半导体材料科学和技术的专业研究，该研究可能对半导体器件的设计和优化具有指导意义，并且引用了相关的参考文献。 文章内容主要探讨了在考虑半导体中自旋轨道耦合作用的情况下，自旋极化电子在F/S/F异质结中的输运行为。自旋轨道耦合是量子力学中的一种现象，它描述了电子自旋与其运动轨道之间的相互作用。在这个研究中，Rashba和Dresselhaus自旋轨道耦合都被考虑，它们是两种不同的自旋轨道耦合机制。Rashba耦合通常出现在非对称的结构中，而Dresselhaus耦合则源自半导体的晶体结构。 研究发现，随着界面势垒的增加，可以实现电子自旋的翻转。这意味着电子的自旋方向可以在通过异质结时发生改变。此外，当两侧铁磁体的磁化方向夹角改变时，磁电阻效应会出现正负转变，并且在特定角度（71°）处出现不对称性。这些现象被归因于Rashba自旋轨道耦合作用，而不是Dresselhaus耦合。Rashba耦合作用对磁电阻效应的增强效应比Dresselhaus耦合更为显著。 文章指出，以往的研究往往只考虑Rashba或Dresselhaus耦合中的一个，而这项工作同时考虑了两者以及它们引起的自旋翻转效应。考虑到边界势垒，研究了电子穿过F/S/F异质结时的自旋翻转特性，这对于理解和优化基于自旋电子学的器件至关重要。 这篇研究论文深入探讨了铁磁/半导体/铁磁异质结中的自旋电子输运和磁电阻效应，特别是自旋轨道耦合作用如何影响这些现象。这对开发新型的磁性半导体器件，如自旋极化场效应晶体管，具有重要的理论和实践意义。