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[2019年IEEE光子学与电磁学研究秋季研讨会（PIERS-Fall）- 中国厦门（2019.12.17-2019.12.20）] 2019光子学与电磁学研究秋季研讨会（PIERS-Fall）- 嵌入于单共享宽带光源工作的频谱切片WDM-PON传输系统中的光纤布拉格光栅传感器网络

DOI：10.1109/piers-fall48861.2019.9021628 出版年份：2019 更新时间：2025-09-19 17:13:59
摘要： 过去已开发并运用包含四个分量电压和电流的自旋电路来分析各类结构（包括非共线铁磁体）。近期在铂、钽和钨等重金属中观测到巨大自旋轨道力矩的现象，为自旋电子学应用开辟了新途径——提供了向磁体写入信息的替代方案。本文基于标准扩散方程，将四分量（一个电荷分量与三个自旋分量）电导矩阵拓展至具有自旋霍尔效应的材料体系。我们提出的自旋电路成功复现了自旋霍尔效应（SHE）、逆自旋霍尔效应及自旋霍尔磁电阻等经典结果，该电路表征方法还能直接用于分析新构型。我们展示两个实例：1）利用巨自旋霍尔效应（GSHE）材料无需隧穿势垒即可向半导体注入自旋；2）薄层GSHE样品单表面自旋极化对另一表面自旋流注入的增强效应。最后，我们给出了可用于分析任意形状GSHE材料的小立方体基本电导矩阵单元。
作者： Seokmin Hong，Shehrin Sayed，Supriyo Datta
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研究概述 实验方案

研究目的

基于标准扩散方程，将四分量（一个电荷和三个自旋）电导矩阵扩展至包含自旋霍尔效应的材料，并分析自旋电子学应用中的新构型。

研究成果

基于标准半经典方程提出的具有自旋霍尔效应（SHE）材料的电导矩阵或等效电路表示法，将原有四元件电路模型扩展至包含SHE材料，并为涉及此类材料的各类结构提供了一种模块化方法。该方法成功重构了自旋霍尔效应（SHE）、逆自旋霍尔效应（ISHE）和自旋霍尔磁阻（SMR）的标准结果，并探讨了自旋注入的新案例。

研究不足

实验的技术和应用限制包括电压假设中的前提条件以及对电导矩阵施加的边界条件。潜在的优化方向包括考虑初始方程未能涵盖的其他效应。

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