【摘 要】
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本文采用Sloczewski自由电子模型,考虑了磁性半导体既存在铁磁特性,同时又存在Rashba自旋轨道耦合效应的特点,在量子相干弹道输运理论的基础上,研究了铁磁体/绝缘体/铁磁半导体/绝缘体/铁磁体磁性双隧道结结构的自旋极化输运性质。对绝缘体处理时采用矩形势,即把势垒看作有一定厚度和高度的矩形势。在文中利用传递矩阵方法从理论上推导该磁性双隧道结结构中的隧穿系数公式,并讨论了Rashba自旋轨道耦
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本文采用Sloczewski自由电子模型,考虑了磁性半导体既存在铁磁特性,同时又存在Rashba自旋轨道耦合效应的特点,在量子相干弹道输运理论的基础上,研究了铁磁体/绝缘体/铁磁半导体/绝缘体/铁磁体磁性双隧道结结构的自旋极化输运性质。对绝缘体处理时采用矩形势,即把势垒看作有一定厚度和高度的矩形势。在文中利用传递矩阵方法从理论上推导该磁性双隧道结结构中的隧穿系数公式,并讨论了Rashba自旋轨道耦合强度、铁磁半导体长度、铁磁半导体中自旋劈裂能、绝缘势垒对隧穿系数、隧穿磁电阻和自旋极化率的影响。分析结果表明:1.隧穿系数、自旋极化率和隧穿磁电阻均随着Rashba自旋轨道耦合强度、绝缘层厚度、铁磁半导体层厚度的变化呈现周期性的振荡。2.该磁性双隧道结结构同等条件下能够获得比铁磁体/绝缘体/半导体/绝缘体/铁磁体结构更高的隧穿磁电阻TMR。3.当两侧绝缘层厚度相同时,铁磁半导体层与左铁磁层磁化方向平行时,隧穿磁电阻TMR较铁磁体/绝缘体/半导体/绝缘体/铁磁体结构有了明显提高,提高了20%。4.绝缘势垒在势垒高度较低时,隧穿系数、自旋极化率和隧穿磁电阻均随着势垒高度的增加而增大。当势垒继续增大时就会出现振荡,当势垒达到一定高度时,隧穿几率急剧下降至0。
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