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交换耦合合成反铁磁体的太赫兹发射
摘要： 我们报道了飞秒激光照射下Fe-Mn-Pt/Ru/Fe-Mn-Pt和Pt/Co-Fe-B/Ru/Co-Fe-B/Pt合成反铁磁体(SAF)结构的太赫兹发射现象：前者通过反?；舳вκ迪?，后者则经由逆自旋霍尔效应产生。两个铁磁层的反平行排列使太赫兹发射峰值振幅达到相同等效厚度单层或双层发射器的近两倍。此外，通过模拟与实验我们证明，由于太赫兹信号与两个铁磁层磁化强度矢量差(M1?M2)成正比，该技术为探测SAF结构中单个铁磁层磁化反转过程提供了有力工具。
关键词： 反?；舳в?、合成反铁磁体、太赫兹发射、磁化反转、逆自旋霍尔效应
更新于2025-09-23 15:21:01
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[2019年IEEE第46届光伏专家会议（PVSC）- 美国伊利诺伊州芝加哥（2019.6.16-2019.6.21）] 2019年IEEE第46届光伏专家会议（PVSC）- 用于增强前后光伏电池光电流的自对准选择性区域多晶硅/二氧化硅钝化接触
摘要： 我们已开发并运用含四分量电压电流的自旋电路来分析各类结构（包括非共线铁磁体）。近期铂、钽和钨等重金属中大自旋轨道力矩的发现，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（一电荷三自旋）电导矩阵拓展至含自旋霍尔效应的材料体系。所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阻等经典结果，该电路模型还能便捷分析新型构型：1）无需隧穿势垒即可通过巨自旋霍尔效应（GSHE）材料向半导体注入自旋；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，我们给出了可用于构建任意形GSHE材料分析单元的小立方体基本电导矩阵。
关键词： 四分量自旋电路、自旋霍尔磁阻效应、巨自旋霍尔效应、电导矩阵、逆自旋霍尔效应、自旋源/汇、自旋霍尔效应
更新于2025-09-23 15:19:57
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钇铁石榴石/锗异质结中的自旋泵浦与激光调制逆自旋霍尔效应
摘要： 本工作采用超高真空分子束外延技术在铁磁绝缘体钇铁石榴石(YIG)薄膜上生长了未掺杂半导体锗(Ge)和锗锡(GeSn)。通过X射线衍射与高分辨透射电镜结合能量色散X射线光谱确定了材料结构的结晶性。借助宽带铁磁共振(FMR)研究了YIG/Ge和YIG/GeSn异质结的自旋泵浦效应与逆自旋霍尔效应(ISHE)。观测发现YIG/Ge(60 nm)和YIG/GeSn(60 nm)的界面自旋混合电导分别为5.4×101? m?2和7.2×101? m?2，这导致了巨大的自旋流注入。进一步研究发现自旋泵浦能将巨量自旋流从铁磁体YIG注入到Ge半导体中。使用重金属铂作为自旋流收集器检测了红外激光调制的ISHE效应。值得注意的是，激光辐照功率的变化显著改变了YIG/Ge/Pt自旋结的ISHE电压、YIG的饱和磁化强度、FMR线宽及吉尔伯特阻尼参数，这些现象可归因于激光诱导的热效应。本研究结果为开发基于Ge的自旋电子学与磁振子器件提供了重要前景。
关键词： 锗锡、磁振子学、锗、自旋泵浦、逆自旋霍尔效应、钇铁石榴石、自旋电子学
更新于2025-09-23 15:19:57
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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
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。
关键词： 自旋进动/沉降，自旋霍尔磁阻，电导矩阵，巨自旋霍尔效应，逆自旋霍尔效应，四分量自旋电路，自旋霍尔效应
更新于2025-09-19 17:13:59
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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年光子学与电磁学研究秋季研讨会（PIERS-Fall）- 实现高灵敏度等离子体本征与外禀光纤传感器的新方法
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强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（一个电荷分量和三个自旋分量）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标准结果。该电路表征方法还能直接用于分析新构型：首先展示巨自旋霍尔效应（GSHE）材料无需隧穿势垒即可向半导体注入自旋的可行性；其次揭示薄层GSHE样品中单表面自旋极化对增强另一表面自旋电流注入的作用。最后给出可用于构建任意形GSHE材料分析单元的小立方体基本电导矩阵。
关键词： 自旋接地/下沉、自旋霍尔磁阻、电导矩阵、巨自旋霍尔效应、逆自旋霍尔效应、四分量自旋电路、自旋霍尔效应
更新于2025-09-19 17:13:59
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电子束蒸镀拓扑绝缘体Bi?Se?薄膜中的逆自旋霍尔效应
摘要： 利用铁磁体（FM）/重金属（HM）中纯自旋流的自旋电子学是当前研究热点。具有自旋动量锁定表面态的拓扑绝缘体展现出强自旋轨道耦合效应，因而有望替代铂（Pt）、钽（Ta）、钨（W）等重金属材料。本研究针对Bi2Se3/CoFeB双层膜中的自旋泵浦现象展开探究：采用电子束蒸发法在Si(100)衬底制备Bi2Se3薄膜，通过测试30nm厚Bi2Se3薄膜在1.5K温度下呈现10%磁阻率（MR）的低温磁输运特性，证实其拓扑本质——磁阻随外加磁场线性增长表明存在自旋动量锁定表面态。通过逆自旋霍尔效应（ISHE）产生的室温电压测量实现自旋泵浦量化分析。为分离主要来自铁磁层CoFeB的自旋整流效应，我们测量了直流电压相对于外加磁场的面内角度依赖性。分析表明：测量电压中主导成分为自旋泵浦诱导的ISHE效应。
关键词： 自旋泵浦、逆自旋霍尔效应、拓扑绝缘体/铁磁界面、磁阻效应、铁磁共振
更新于2025-09-10 09:29:36
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混合金属-硅-金属垂直结构中界面局域态自旋泵浦产生的纯自旋流证据
摘要： 由于在铁磁金属上生长高质量半导体存在困难，硅中自旋扩散输运的研究此前仅局限于横向器件结构。本研究采用超高真空晶圆键合技术，成功制备了CoFeB/MgO/Si/Pt金属-半导体-金属垂直结构。实验证明，在室温n型硅中，我们实现了垂直电流方向上超过2微米距离的纯自旋流注入与传输。通过铁磁共振自旋泵浦产生纯传播自旋流，并利用顶部铂层的逆自旋霍尔效应将其转换为可测电压。通过系统改变硅层和氧化镁层厚度发现，MgO/硅界面局域态对自旋流产生起关键作用。铁磁体与MgO/硅界面态之间的间接交换相互作用邻近效应，似乎是自旋泵浦作用下在硅中建立所需非平衡自旋布居的必要前提。
关键词： 局域电子态、晶圆键合、逆自旋霍尔效应、自旋流、自旋泵浦
更新于2025-09-09 09:28:46