|
|
Контакты | Главная | Стартовая | Избранное | Поиск |
2007-08-01 09:20:05, обсуждение: 0
Рис.1. Принцип действия спинового клапана. Если направления намагниченности двух ферромагнитных "спиновых фильтров" совпадают, то электроны с соответствующей проекцией спина попадают из эмиттера сначала в кремний, а затем в коллектор (a), а если противоположны, то до коллектора они не доходят (b). Для инжекции спин-поляризованных электронов в слой нелегированного кремния толщиной 10 мкм американские специалисты из University of Delaware [1] наносили на одну сторону этого слоя ферромагнитную пленку Co84Fe16, игравшую роль "спинового фильтра", а для доказательства наличия в кремнии спинового тока использовали пленку Nd80Fe20, расположенную с другой стороны этого слоя (см. рис.1) (так называемый "эффект спинового клапана", spin-valve effect). Резкое изменение силы тока Ic в коллекторе при изменении взаимной ориентации намагниченности Co84Fe16 и Nd80Fe20 говорит о том, что ток действительно переносят поляризованные по спину электроны (эксперимент проводили при достаточно низкой температуре T = 85 К, чтобы вклад в Ic от термических электронов был несущественным). Еще одним убедительным свидетельством этого факта является периодическая зависимость Ic от магнитного поля, что объясняется прецессией спинов в процессе движения электронов от эмиттера к коллектору (см. рис.2). Рис.2. В магнитном поле (направленном перпендикулярно плоскости рисунка) спины электронов прецессируют с частотой, пропорциональной напряженности магнитного поля H, что приводит к периодической зависимости силы тока в коллекторе от H. Оценка времени переворота электронного спина дала » 1 нс, что несколько больше среднего времени движения электронов через слой кремния (около 0.5 нс). На повестке дня – проведение экспериментов при комнатной температуре. Необходимо также существенно увеличить силу спин-поляризованного тока (то есть фактически – повысить эффективность прохождения электронов через "спиновый фильтр"). Этого можно попробовать добиться, например, заменив обычный ферромагнетик на ферромагнитный полупроводник или используя оксидный туннельный барьер между кремнием и ферромагнетиком [2]. Кроме того, интересно посмотреть, к чему приведет легирование кремния донорными или акцепторными примесями. Ну и, конечно, требуются новые идеи о конкретных практических приложениях спинового транспорта в кремнии. I.Appelbaum et al., Nature 447, 295 (2007). I.Zutic, J.Fabian, Nature 447, 269 (2007)
А.В.Елецкий
• БАК остро нуждается в детекторах для фиксирования элементарных частиц
|