磁阻效應(yīng)和超薄鐵磁層產(chǎn)生的自旋極化電流使人們不僅可以像今天的電子電路那樣利用電子的電荷進(jìn)行信息處理斩松，而且還可以利用它們的自旋。這被稱為“自旋電子學(xué)”觉既。
基于自旋電子學(xué)的磁化技術(shù)
關(guān)于向調(diào)頻層注入自旋的效率(自旋注入)惧盹、自旋極化電子的傳播(自旋輸運(yùn))、檢測(cè)自旋的效率(自旋檢測(cè))以及這些過程的固有長度尺度(自旋相干長度)的一般基本問題目前正在深入的基礎(chǔ)研究中得到解決瞪讼。另一個(gè)新興的研究領(lǐng)域钧椰，被稱為“自旋熱電子學(xué)”，專注于溫度和自旋輸運(yùn)之間的相互作用符欠。這將允許通過溫度梯度產(chǎn)生自旋電流嫡霞，或者使用自旋電流進(jìn)行熱傳輸。
可以用作自旋敏感邏輯器件的兩種可能的邏輯元件都是三端器件希柿，并被稱為“自旋晶體管”诊沪，以強(qiáng)調(diào)與基于電荷的“傳統(tǒng)”電子器件的類比。它們的工作原理如下:基極電流在發(fā)射極(E)和基極(B)之間運(yùn)行曾撤。由于半導(dǎo)體-金屬界面處形成的肖特基勢(shì)壘端姚，導(dǎo)致熱電子注入形成基極的金屬三層中。這些電子被上層調(diào)頻層自旋極化挤悉。到達(dá)集熱器(C)的熱電子隨后由下調(diào)頻層進(jìn)行自旋分析渐裸，因此，如果調(diào)頻層的磁化結(jié)構(gòu)從平行切換到反平行装悲，集熱器電流的大小就會(huì)發(fā)生顯著變化昏鹃。室溫下電流增強(qiáng)已達(dá)到300%以上。在這種三端器件中集成絕緣阻擋層诀诊，使實(shí)驗(yàn)人員能夠靈活地在不同的偏置電壓下操作同一器件盆顾，從而注入不同能量的熱電子。對(duì)類似結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化畏梆，在室溫下產(chǎn)生了3400%的磁阻效應(yīng)您宪。傳輸比奈懒，即這種器件的基極電流和集電極電流之間的比率，目前小于1(在10?6和10?4之間宪巨，因此不會(huì)獲得像實(shí)際晶體管那樣的放大磷杏。然而，通過磁性來編程或控制邏輯運(yùn)算的想法是在開發(fā)更有效的自旋注入半導(dǎo)體方面捏卓，人們付出了巨大的努力极祸。
目前出現(xiàn)的另一種方法是通過電場(chǎng)來操縱多鐵性系統(tǒng)的磁化。多鐵性材料具有耦合的電怠晴、磁和結(jié)構(gòu)序參數(shù)遥金，從而同時(shí)具有鐵電性、鐵磁性和鐵彈性蒜田。在這種共存的情況下稿械，磁化可以受到電場(chǎng)的影響，而電場(chǎng)的極化可以受到磁場(chǎng)的影響冲粤，這種特性被稱為“磁電效應(yīng)”美莫。除了它的基本重要性之外，電場(chǎng)和磁場(chǎng)性質(zhì)的相互控制對(duì)于磁性存儲(chǔ)介質(zhì)和自旋電子學(xué)的應(yīng)用具有重要的意義梯捕，因?yàn)樵诩{米級(jí)器件中局部應(yīng)用電場(chǎng)來切換磁性可以以比應(yīng)用磁場(chǎng)低得多的功耗完成厢呵。在微觀長度尺度上，鐵電磁鐵中耦合的電和磁有序伴隨著疇和疇壁的形成傀顾，這樣成像技術(shù)可以有助于對(duì)不同有序參數(shù)的互連的基本理解襟铭。
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