自旋轨道耦合对铁磁/半导体/绝缘体多层膜结构中隧穿性质的影响

利用传递矩阵方法,计算了自旋轨道耦合对铁磁/半导体/绝缘体多层膜结构中隧穿性质的影响.结果表明,当半导体和铁磁体之间是绝缘接触时,体系的输运性质发生明显改变,同时出现了自旋反转效应.     

铁磁金属/绝缘体/铁磁半导体/普通金属 (FM/I/FS/NM)磁性隧道结中的隧穿磁电阻效应

在已有的单自旋过滤磁性隧道结铁磁金属/绝缘体/铁磁绝缘体/普通金属(FM/I/FI/NM)研究的基础上,将其中的铁磁绝缘层(FI)换为铁磁半导体层(FS),研究了铁磁金属/绝缘体/铁磁半导体/普通金属(FM/I/FS/NM)磁性隧道结中的隧穿磁电阻(TMR)现象.结果表明:由于FS层中的自旋过滤效应和Rashba自旋轨道耦合的影响,FM/I/FS/NM结可以在FS层厚度较大的情况下获得非常大的TMR值,从而避免已有的FM/I/FI/NM单自旋过滤结(FI表示铁磁绝缘层)中TMR随FI层厚度增加而下降所导致FI层不能做的太厚带来的制备上的困难.同时,计算结果还显示,FM/I/FS/NM结的TMR随铁磁半导体层FS的厚度,FS层中的Rashba自旋轨道耦合强度和分子场的变化呈振荡变化,随绝缘层I厚度的增加呈饱和趋势.     

外电场下有限厚铁磁层隧道结中的隧穿磁电阻

在两带模型的基础上，计算了外电场下有限厚铁磁层隧道结中的隧穿磁电阻（ＴＭＲ），结果发现：隧穿磁电阻不仅随铁磁层厚度变化而振荡，而且在适当条件下能够达到相当大的值；尽管外电场引起了隧穿磁电阻振荡的周期、位相和振幅的变化，但振荡的特征以及ＴＭＲ随两个铁磁层磁化矢量夹角的单调变化现象并没有因外电场的加入而改变。     

层间交换耦合作用对面内单轴各向异性金属磁性三层膜微波物性的影响

基于Landau-Lifshitz方程和Maxwell方程组,我们探讨了垂直入射微波在面内单轴各向异性金属磁性三层膜中的传播性质.研究发现由于存在层间交换耦合作用,沿膜厚度方向不均匀的激发磁场显著影响铁磁层的磁导率,导致新颖的微波传播性质.     

正常金属-绝缘体-s波超导结中的隧道谱和束缚态

在正常金属－绝缘体－ｓ波超导隧道结中,考虑到绝缘体中的体杂质散射以及粗糙界面散射,运用Ｂｏｇｏｌｉｕｂｏｖ－ｄｅ Ｇｅｎｎｅｓ（ＢｄＧ）方程和Ｂｌｏｎｄｅｒ－Ｔｉｎｋｈａｍ－Ｋｌａｐｗｉｊｋ（ＢＴＫ）理论模型,计算系统的微分电导和束缚态。计算表明：（１）粗糙界面散射和绝缘体中的杂质散射都能使能隙峰变低,凹陷升高;（２）当绝缘层厚度具有几个超导相干长度时,隧道谱中将呈现一些子能隙谐振峰,并在超导能隙内形成一些束缚态。     

铁磁/半导体/铁磁隧道结中的隧穿磁电阻

采用相干量子输运理论和传递矩阵方法研究了具有不同自旋指向的极化电子渡越铁磁/半导体/铁磁隧道结的隧穿几率和隧穿磁电阻。研究表明隧穿几率和隧穿磁电阻随半导体长度的改变发生周期性变化、随Rashba自旋轨道耦合强度的改变发生准周期变化,并且在两铁磁电极中磁矩取向平行时,选择适当的半导体的长度和Rashba自旋轨道耦合强度可以得到较大的隧穿磁电阻。     

GaMnAs/AlAs/GaMnAs构成隧道结的隧道磁致电阻效应

铁磁半导体构成隧道结的研究是凝聚态领域中一个重要的研究方向.k·p模型在处理半导体异质结空穴传输问题时非常有效,利用k·p模型研究GaMnAs/AlAs/GaMnAs隧道结的磁致电阻效应,通过将k·p微扰与多能带量子传输边界相结合的新方法,给出自旋量子轴的转换矩阵.计算了各种空穴的透射系数随能量的变化以及隧道结的磁致电阻,讨论了隧道磁致电阻对自旋量子轴方向的依赖关系,并对计算结果进行了理论分析.     

铁磁半导体/半导体/铁磁半导体异质结中光子辅助量子输运特性

基于有效质量近似和Floquet理论,考虑自旋-轨道耦合和外场驱动作用下,研究铁磁半导体/半导体/铁磁半导体异质结中的量子输运特性.结果表明自旋-轨道相互作用不仅使自旋发生翻转,而且束缚态能级发生劈裂,从而使电导率中出现两个Fano共振峰.势阱两边的磁化强度以及两边磁化强度之间的夹角对自旋翻转和共振位置具有调制作用.     

多层氧化物超导体层间耦合与Tc值提高

将超导弦孤子模型的层间耦合作用作为提高多层氧化物超导体临界温度的一种模写,结果表明。3层Tl系列和Bi系化合物超导体,Tc值的理论计算与实验测定值符合,并可预言较高层数的Tc值。     

磁性超晶格的磁层间交换耦合与巨磁阻

评述了磁层间的交换耦合和巨磁阻研究的进展，特别是磁层间的交换耦合和巨磁阻随夹层厚度和磁层厚度作周期性振荡的现象及其理论模型，并采用唯像理论计算了磁性超晶格的磁相图、交换耦合、起始磁化曲线、磁滞回线与巨磁阻。     

铁磁/半导体/铁磁异质结中的自旋输运

在群速率概念的基础上,讨论了自旋极化电子的隧穿系数和渡越时间与半导体层厚度、Rashba自旋轨道耦合强度以及两磁性铁磁体中磁矩夹角之间的关系。结果表明:不同自旋取向的电子在隧穿铁磁/半导体/铁磁三明治异质结过程中,隧穿系数表现出振荡特性,而渡越时间则表现出明显的分离特性。     

GaMnAs/AlAs/GaAs/AlAs/GaMnAs隧道结的磁致电阻效应

利用k·p微扰和多能带量子传输边界相结合,推导出自旋空间中的量子坐标轴变换矩阵,以及空穴透过GaMnAs/AlAs/GaMnAs/AlAs/GaMnAs双势垒铁磁半导体(FS)隧道结的透射系数和磁致电阻(TMR)理论公式．计算了重空穴和轻空穴透射系数随入射能量的变化,得到TMR与两层FS磁化方向夹角(θ)的关系．研究发现透射系数随着入射能量递增出现明显震荡,相对于非磁性半导体,轻空穴和重空穴透射系数的差值减小;与单势垒隧道结不同,双势垒隧道结中TMR和sin²(θ/2)之间呈现出非线性关系．其结果对磁性半导体隧道结的研究具有一定的参考价值．     

层间耦合与界面自旋波的存在条件

研究了磁场中层间为铁磁性和反铁磁性耦合的两个半无限铁磁自旋链中的界面自旋波及其存在条件。结果表明：在给定链的参数后，对于铁磁性耦合，最多可存在光学－光学型和光学－声学型两种界面自旋波，而对于反铁磁性耦合，则最多可存在光学－声学型和声学－声学型两种。     

Fe/Cr(001)超晶格层间耦合和自旋极化的第一性原理计算

采用基于密度泛函理论的平面波赝势法对Fe／Cr（001）起晶格的层间耦合和自旋极化进行了系统地研究．结果表明：理想Fe／Cr超晶格的层间耦合随反铁磁Cr层层数的增加呈短周期性振荡；在较稳定的结构中，整个Cr层都以较大的磁矩被极化，且极化程度受铁磁层原子数的影响较大．     

正常金属/绝缘层/s波超导隧道结中的隧道谱

以方势垒描述绝缘层,考虑正常金属区域的杂质散射,运用Bogoliubov-deGennes(BdG)方程和Blonder-Tinkham-Klapwijk(BTK)理论,对正常金属/绝缘层/s波超导隧道结(NIS结)中的隧道谱作进一步研究.研究表明:(1)在U0>EF的情况下,微分电导随绝缘层宽度的增加而衰减,偏压不同,衰减的程度不同;(2)衰减能压低能隙电导峰;(3)较小的杂质散射即能在隧道谱的零偏压凹陷峰中感应出一小峰.     

Co/AlO/FeNi三层膜的磁结构特性

利用多靶离子束溅射配合振动样品磁性分析技术对Co/AlO/FeNi纳米三层膜进行了分步制备与磁特性研究.分析结果表明,Co膜与FeNi膜的层间耦合强度及类型取决于中间隔离层(铝膜或氧化铝膜)的性能和厚度;垂直样品膜平面的电流输运机制源于电子隧穿和自旋电子流对铁磁层局域磁矩的作用.     

Ni81Fe19／Cr82Al18双层膜中的交换耦合

研究了用磁控溅射法制备的Ｎｉ８１Ｆｅ１９／Ｃｒ８２Ａｌ１８双层膜中的交换耦合。样品的室温矫顽力与１／ｔ＾３／２Ｍ成线性关系，从而表明在Ｎ不ｉ８１Ｆｅ１９／Ｃｒ８２Ａｌ１８中交换耦合力为铁磁／反铁磁界面的随机相互作用。另外还讨论了反铁磁层厚度对交换偏置的影响。     

Fe—Ni／Cu磁性多层膜中层间耦合和磁性的研究

利用振动样品磁强计和电子顺磁共振谱仪研究了Ｆｅ－Ｎｉ／Ｃｕ多层膜中的层间耦合和二维效应，以及它们对磁性的影响，对于Ｆｅ－Ｎｉ（３．０ｎｍ）／Ｃｕ多层膜，面内饱和场Ｈｓ，矫顽力Ｈｃ，剩磁比均随Ｃｕ层厚度作同步振荡变化，对于Ｆｅ－Ｎｉ（２．０ｎｍ）／Ｃｕ和Ｆｅ－Ｎｉ（３．０ｎｍ）／Ｃｕ多层膜，有效饱和磁化强度与共振线宽ΔＨ，随Ｃｕ层厚度作同步振荡变化。在它们的铁磁共振谱中，除了一致进动共振模外，还存在     

层间耦合对双层铁磁薄膜中自旋波共振禁闭模及共振的影响

对双层铁磁薄膜构成的系统，考虑界面铁磁性和反铁磁性耦合x寸自旋波色散关系、波形演化及共振的影响．结果表明：层间耦合对自旋波的共振影响较大，即层间铁磁性耦合比反铁磁性耦合更易发生共振．     

Ga添加对纳米晶双相永磁材料Pr2(FeCo)14B/α-FeCo的磁化行为及晶间交换耦合作用的影响

用熔旋快淬法制备了各向同性的纳米晶双相永磁薄带Pr9Fe74Co12B5与Pr9Fe74Co12B5Ga.通过测量样品的起始磁化曲线、小回线及回复曲线,分析了样品中的磁化行为及晶间交换耦合作用.结果表明两样品中矫顽力机理均为畴壁钉扎型.Ga添加后富集于晶界处,使样品中畴壁钉扎型的矫顽力机理更加均匀,且钉扎程度加强,同时Ga添加降低了软磁相-αFeCo的晶粒尺寸使样品中晶间交换耦合作用显著增强.