半导体自旋电子学的最新研究进展
《2024年高迁移率半导体材料的自旋注入》范文
《高迁移率半导体材料的自旋注入》篇一一、引言随着信息技术的飞速发展，半导体材料在电子器件中的应用越来越广泛。
其中，高迁移率半导体材料因其优异的电学性能，在微电子领域具有重要地位。
近年来，自旋电子学作为一门新兴的交叉学科，将自旋极化注入半导体材料中，有望实现更高的信息处理速度和更低能耗的电子器件。
因此，研究高迁移率半导体材料的自旋注入具有重要的科学意义和应用价值。
二、高迁移率半导体材料概述高迁移率半导体材料通常指具有高电子迁移率的半导体材料，如碳纳米管、氮化镓（GaN）等。
这些材料因其独特的能带结构和电子结构，具有优异的电学性能，如高导电性、低电阻率等。
此外，高迁移率半导体材料还具有较高的热稳定性和化学稳定性，使其在微电子器件中具有广泛的应用前景。
三、自旋注入技术及其在半导体材料中的应用自旋注入技术是将自旋极化注入到半导体材料中，从而实现自旋电子学应用的一种技术。
在半导体材料中，自旋注入可以通过多种方式实现，如铁磁金属/半导体界面注入、光注入等。
自旋注入技术在半导体材料中的应用，可以实现更高效的自旋传输和调控，从而提高电子器件的性能。
四、高迁移率半导体材料的自旋注入研究针对高迁移率半导体材料的自旋注入研究，目前已经取得了一系列重要的进展。
研究者们通过制备铁磁金属/高迁移率半导体材料的异质结构，实现了自旋极化注入。
此外，光注入技术也被广泛应用于高迁移率半导体材料的自旋注入研究中。
研究表明，通过优化制备工艺和材料结构，可以实现对自旋极化的高效注入和调控。
同时，高迁移率半导体材料中的自旋相关效应，如自旋弛豫、自旋扩散等，也被深入研究，为自旋电子学应用提供了重要的理论基础。
五、研究展望未来，高迁移率半导体材料的自旋注入研究将面临更多的挑战和机遇。
一方面，需要进一步深入研究自旋注入的机制和动力学过程，提高自旋极化的注入效率和调控能力。
另一方面，需要探索更多的自旋注入技术和方法，以适应不同类型的高迁移率半导体材料。
半导体材料中的电子自旋操控技术
半导体材料中的电子自旋操控技术半导体材料近年来已经成为研究和制造电子设备必不可少的材料之一。
随着人们对于半导体材料的深入研究，电子自旋操控技术也应运而生，成为当前的研究热点之一。
本文将就半导体材料中的电子自旋操控技术进行探讨。
1.半导体材料的基础知识半导体材料既不像导体那样容易通过电流，也不像绝缘体那样不容易通过电流，它在一定条件下既能够传导电流又能够避免电流的过度传导，从而被广泛应用于计算机芯片、太阳能电池等领域。
目前最常见的半导体材料有硅、锗、砷化镓等。
2.电子自旋操控技术的基础知识在通常情况下，我们所接触到的电子是没有区别的，它们携带的是电荷。
但是，如果我们在另一个维度上去观察电子，即电子自旋，我们会发现这些电子开始变得不那么相似了。
电子自旋是和量子力学密切相关的概念，简单来说就是电子的自转方向。
进行电子自旋操控实验时，研究人员需要对电子进行控制，让它们旋转在特定的方向上。
3.半导体材料中的电子自旋操控技术电子自旋操控技术主要应用于半导体材料中，可以将其用作构建量子计算和量子通信。
在半导体材料中，一般会通过施加磁场或者借助于外加电场的方法，以控制电子的自旋。
具体而言，有以下几种方式：(1)光学转移：当一个电子与一个光子相互作用时，或许会发生电荷峰和电子自旋翻转。
这种转移被称为光学转移。
(2)外加磁场：外加磁场能够让电子感受到一个力，这种力会对电子的自旋产生作用。
(3)量子点中的电子自旋：量子点是指体积非常小的材料小块，其能量被限制在极小的范围内。
可以通过将电子放在量子点中来控制其自旋。
4.电子自旋操控技术的应用前景电子自旋操控技术在量子计算和量子通信两个领域具有非常广阔的应用前景。
当前，世界上最大的计算机数量已经相当惊人，但是很难保证所有的计算机都是高度安全的，这时候电子自旋操控技术就可以发挥作用，因为通过它所实现的技术，可以实现全加密通信和解密，这意味着我们可以制造出更为安全的计算机系统。
半导体自旋电子学功能材料的研究进展
中，近 年 来稀 释 磁性 半 导 体材料 颇 受青 睐 ， Ｉ 在 宽 禁 带 的 半 导 体 氧 化 物 材 料 ， 如 Ｔ Ｏ、 ｉｔ
。 但 从 物理 学 的观 点 来看 ， 它仅 仅 是利 用 了
维普资讯
高层论 坛
Ａ ｕ ｈｏ ｉｙ Ｆｏ ｔ ｔ ｒｔ ｒ ｍ ｉ
… … … …
２ 磁 电子 学材料 上世 纪末 ，美 国科学 院与工 程 院 的科 学家
撰 写论 文 ，回 顾 了 １ ０ 来 在 凝 聚 态 物理 领 域 ０年
中对 人类社 会 的发展 起重 要推 动 作用 的研 究成
果 。其 中，在基 础研 究领 域提 ￣ １ ５ 年 发现 的 Ｊ １８ ７
并 迅 速 发展 成 为 一 门 新 兴 的 学 科 一 ～ 磁 电 子 学 磁 电子学 与 传统 的 电 子学 或 微 电子学 的主
要 区别 在 于传 统 的 电子 学 是用 电场 控 制载 流子
电荷 的运 动 ，而 磁 电子 学 是用 磁场 控 制载 流 子
自旋 的运 动 。 巨磁 电阻 效 应的 发现 为 人们 获得 与 控制 极 化 自旋 流开 拓 了现 实 的可 能 性 。 多层 膜 巨磁 电阻效 应 是源 于 载流 子 在输 运 过程 中 与 自旋 相 关 的 散 射 作 用 。 继 多层 膜 磁 电 阻 效应 后 ，颗 粒 膜 、隧 道结 磁 电 阻效 应 以及 锰 钙钛矿
通 常 定义 自旋 极 化 率Ｐ 在 费米 面 处 多 数 为
载流 子 的态 密度 （ ）与少 数 载流 子 （ Ｎｆ ＮＪ） 归一 化 的态密 度之 差 。
Ｐ Ｎ ｆ — ＮＪ） ＝（ ／（Ｎ ｆ ＋ ＮＪ）
而 自旋 极化率 与磁 化强 度Ｍ 关 相
自旋电子学中的自旋转移矩效应与自旋电子器件研究新进展
自旋电子学中的自旋转移矩效应与自旋电子器件研究新进展自旋电子学是一门相对较新的物理学分支，涉及自旋电子的操控和应用。
自旋转移矩效应是自旋电子学中的一个重要现象，它在自旋电子器件的研究和应用中发挥着关键作用。
本文将详细解读自旋转移矩效应的基本定律、实验准备和过程，并探讨其在自旋电子器件研究中的新进展和应用。
自旋转移矩效应（spin-transfer torque，简称STT）是指自旋极化电流对磁矩的转移作用。
在自旋电子学中，电流携带的自旋极化可引起磁矩的移动和翻转，从而实现自旋信息的读写和存储。
STT的研究对于自旋电子器件的发展具有重要意义。
首先，我们可以从磁体的逆磁电阻效应（GMR）开始解读STT的基本定律。
GMR现象表明，当电流通过一个具有磁性层的金属多层膜时，由于自旋极化电流的存在，电阻将与磁自旋方向有关。
这一效应被用于读取磁性存储介质中的自旋信息。
STT则进一步利用了这种磁性层中的自旋极化电流，通过施加一个垂直磁场，使得磁矩沿着特定方向旋转，实现了自旋信息的写入。
在进行STT实验前，我们需要准备一些实验装置和材料。
首先，需要制备一些磁性多层薄膜样品，其中包含磁性层和非磁性层，用于观察STT效应。
其次，需要配置一台实验仪器，如霍尔效应测量仪，用于测量和分析自旋极化电流和磁矩的变化。
最后，还需要一些实验材料，如电路板、导线和稳压电源等。
实验的过程如下：首先，将制备好的磁性多层薄膜样品固定在实验装置中，并连接电路板和电流源。
然后，通过电流源施加一定大小的电流并选择合适的频率，以产生自旋极化电流。
接着，通过霍尔效应测量仪测量电流和磁矩的变化，以获得STT效应的相关数据。
最后，根据实验数据分析自旋极化电流对磁矩的转移作用，并进一步探究其在读写自旋信息中的应用。
自旋转移矩效应在自旋电子器件的研究中有着广泛的应用。
例如，自旋转移矩随机存储器（ST-RAM）利用STT效应实现了高速、低功耗和非易失性的自旋极化数据存储。
自旋电子学中的一些新进展
自旋电子学中的一些新进展近年来，自旋电子学这个领域受到了越来越多的关注。
自旋电子学的基础是电子的自旋，既可以作为电子自由度的扩展，也可以作为一种新的信息储存和传输方式。
自旋电子学应用在磁学、半导体、量子信息等领域，为这些领域的发展带来了新的契机。
在这篇文章中，我们来探讨一些自旋电子学的新进展。
一、磁化反转的动力学过程磁电子学是自旋电子学的一个重要应用领域。
磁性材料在外加磁场的作用下会发生磁化反转，这个过程是由磁矩朝着外加磁场方向旋转的。
磁化反转的动力学过程是很复杂的，近年来，科学家们通过自旋动力学模拟来研究磁化反转的过程。
他们发现，在磁化反转的过程中，磁矩会先发生预转动，然后才会开始实际的翻转。
预转动是在磁矩和外场方向之间产生的能垒被扫除之后发生的。
磁矩的预转动对于磁矩翻转的速度和磁矩的能量耗散起到了重要的作用。
二、新型材料的设计金属自旋电子学是自旋电子学的另一个重要应用领域。
与传统的半导体相比，金属自旋电子学的一个优点是电子的动力学时间比较短，因此，可以获得更高的操作速度。
研究人员们设计了一种新型的平面磁化存储器。
这种存储器的设计基于铁、铬和铂三种金属的叠层结构。
这个结构具有极高的磁性，可以在高温下稳定工作，还具有很高的热稳定性。
三、注入自旋的研究自旋注入是自旋电子学中的一个非常重要的领域。
自旋注入是将自旋电子引入材料中，从而实现新型电子元器件和存储器等的制造。
近年来，研究人员们在自旋注入的研究中做出了一定的进展。
他们提出了一种新的自旋注入机制，即在光场中引入电场。
这种机制可以增强电子和光子之间的耦合，从而实现更高效的注入。
四、磁性材料的快速交换磁性材料的快速交换是实现自旋电子学应用中的一个重要问题。
近年来，科学家们发现了一种新型的磁性材料，在这种材料中，磁矢的快速交换比在普通磁性材料中要快得多。
这种材料的优势在于，可以用来制造能够更快地进行翻转的磁性存储器和转换器。
五、量子自旋交叉的研究量子自旋交叉是自旋电子学中一个新的领域。
半导体材料中的自旋电子学研究
半导体材料中的自旋电子学研究自旋电子学是一种新兴的物理学领域，它利用自旋作为信息传输的载体，在构建新型电子器件和磁存储技术方面具有广泛应用前景。
半导体材料是自旋电子学研究的重要领域之一，自旋电子学的研究需要在半导体材料中探索自旋-电荷耦合的作用，进而设计和制备高效的自旋电子器件和磁储技术。
一、半导体中的自旋电子学研究背景自旋电子学是在传统的电子学研究的基础上发展而来的新型领域，其研究对象是电子自旋和自旋携带信息的传输和控制。
半导体材料是自旋电子学研究的重要研究领域之一，因为半导体材料具有良好的电子传输性质和可控制造性质，从而使其在自旋电子学研究中有广泛的应用。
传统的自旋电子学研究主要集中在金属材料中，但金属材料的自旋-轨道耦合很小，很难实现高效的自旋电子器件的制备。
而随着半导体复合材料的研究逐渐成熟，半导体中的自旋电子学研究日益受到人们的重视。
半导体中的自旋电子学研究可以在普通的半导体材料中实现强自旋电荷耦合，可用于许多自旋电子器件，如自旋输运、自旋逻辑门和自旋激发等器件的制备。
二、半导体中的自旋电子学实验半导体材料中的自旋电子学研究需要通过实验探讨自旋-电荷耦合的机制和特性。
实验的一般流程可分为三个部分：半导体样品的制备、自旋压电效应的测量和自旋输运的研究。
以下分别阐述这三个部分。
半导体样品的制备：实验中制作半导体样品采用的通常是Molecular Beam Epitaxy（MBE）技术，这种技术可实现单晶半导体薄膜的制备。
通过MBE技术可使半导体薄膜在砷化镓（GaAs）基底或氮化镓（GaN）基底上生长。
在合适的实验条件下，利用MBE技术可以得到生长良好的半导体薄膜。
自旋压电效应的测量：利用压电效应可以实现电子自旋和晶格的耦合，将压电效应引入半导体中可以探索自旋电子学的研究。
自旋压电效应是借助电场调节半导体材料中的导带和价带自旋矩阵元，从而实现电子自旋和晶格的耦合。
实验中通常采用示波器和磁场强度计来测量样品在不同电场下的自旋压电信号。
自旋电子学研究进展磁学会议
反铁磁层
钉扎铁磁层
自由铁磁层
S i
FeNi 15 nm
FeNi 15 nm
Cu 2.6 nm
FeMn 15 nm
Ag 2 nm
MR=2.2 %
增加纳米氧化层的自旋阀
Koui.et al和Huai et al 8th.Joint MMM-Intermag Conference2001
Courtesy of NVE
Compassing
Global Position Systems
Vehicle Detection
Navigation
Rotational Displacement
Position Sensing
Current Sensing
Communication Products 通信产品
用第一性原理计算隧道电导和磁电导
小原子是镁，大原子是铁，大原子上的黑球是氧。Fe[100]平行MgO(100)面上的[110]方向。
多数电子和少数电子在费米面 附近态密度完全不同。
结构模型
Mg
1
o
Fe
[010]
[100]
[110]
2
[100]
Fe
MgO
多数电子和少数电子在费米面 附近态密度大体相同。
纳米氧化层
NOL(Nanooxide layer)
∆R/R=15％ ( >10％ )
-2
0
2
4
6
8
10
12
14
16
-600
-400
-200
0
200
400
600
H ( Oe )
MR ( % )
自旋电子学研究进展(磁学会议)
h
1
自旋
自旋
一、序言
四、半导体自旋电子
二、巨磁电阻GMR
五、MRAM研究进展
三、隧道磁电阻TMR h
2
一、序言
电荷 e1.60210x1019c
电子
电子
自旋 M s1.16530x1029W b/m
在半导体材料中有电子和空穴两种载流子，利用这两种 载流子的输运性质，1947年发明了晶体管，开创了信息时代。
MR(%)
CIP
CPP
1994年 Pratt和Levy 垂直多层膜的GMR(CPP)，比CIP高4倍的变化
Phys.Rev.Lett.66(1991)3060--------70(1993)3343
h
4
2
0
13
-400 -300 -200 -100 0 100 200 300 400
H(Oe)
增加纳米氧化层的自旋阀
图中所示为样品的退火温度
28
2005.2 实验结果
室温：MR=220％ 4K：MR=300％
热稳定性可超过 4000C,有利于与 CMOS配合
用磁控濺射制备的MgO磁隧道(80x80m2)
TA=3700C TA=3800C
TA=3600C
MgO:立方晶体(100)织构； CoFe：b.c.c.(100)织
构；IrMn：f.c.c.(100)织构
h
三种样品的TMR与退火温度的关系，
这就是自h 旋极化的各向异性起因。
22
2001.1实验结果
MgO单晶势垒的磁隧道效应
w.wulfhekel Appl phys lett vol 78 509 (2001.1)
半导体自旋电子学的最新研究进展
１８年 ，在磁 性 多 层膜 中 首 次发 现 了 巨磁 阻 效应 ［］ ９８ １ ，特 别 是 １９年 ９５ 在 铁磁 隧道 结材料 中发现 了室温 隧 穿磁 电阻效 应 ［］ ２ ，人 们对 电子 自旋 自由 度 的研 究 势如 破竹 。现在 研 究 电子 自旋 的控 制与 输 运 已经成 为 凝聚 态 物理 研 究 的热 点之 一 ，并 由此 发展 成 一 门新 的交 叉学 科— — 自旋 电子学 ， 也被 称 为磁 电子学 。 目前 已经 研制 成 功 的 自旋 电子器 件 ： 巨磁 电阻 、 自旋 阀、 磁 隧道 结 等 ，都 是基 于铁 磁 金属 材料 ， 与传 统 的 电子器 件相 比， 自旋 电子
【 新 技术产 业发 展 】 ＿ 高 蠢一
半 导 体 自旋 电子 学 的最 新 研 究 进 展
张家鑫 １ 许丽萍 １ 王忠斌 １ 范石伟２
（． １中北大学 理学硫物理系 西 太原 ００５； ． 蒙古科技大学 材料 山 ３０１ ２内 与冶金学院 内 蒙古 包头 ０４１） １０ ０
摘
要 ： 自 电子学起源 于巨磁阻效 应 （ Ｍ ）， 目前 已经成为凝聚 态物理学领 域的研究热 点，其中半 导体 自旋 电子学 是 自旋 电子学 中人们所关注 的一个重要 旋 ＧＲ
器 件 的集 成制 造和 与传 统 微 电子 器件 的一 体 化集 成 制造 。 因此 人们 认 为半 导体 是研 究 自旋 电子 器件 集成 化 最好 的材 料 ，于 是 就形 成 了今 天 的半 导体 自旋 电子学 ， 为当 今物 理领域 研 究的热 点 。然 而 ， 目前 ，对 半导体 自旋 电 成 子 的研 究 还处 于理 论和 实 验 阶段 ，主 要研 究 基本 问题 是 如何 实 现半 导 体 中 电子 自旋 的极 化注 入 、检 测 、输 运 以及 自旋 流 的产 生 。本 文就 半导 体 自旋 电子学 的研 究进展 作 一个简 单 的论述 。 １自旋 电子 的注入
电子自旋的研究报告
电子自旋的研究报告摘要：本研究报告旨在探讨电子自旋的基本概念、研究方法以及其在物理学和材料科学领域的应用。
通过对电子自旋的理论模型和实验观测的综合分析，我们得出了一些重要结论，并对未来的研究方向提出了建议。
1. 引言电子自旋是描述电子独特属性的一个重要概念，它与电子的轨道运动相对独立。
自旋可以理解为电子围绕自身轴心旋转的运动，它具有两个可能的取向：上自旋和下自旋。
电子自旋的研究对于理解原子、分子和固体材料的性质具有重要意义。
2. 电子自旋的理论模型电子自旋最早由Pauli在1925年引入，他提出了著名的Pauli不相容原理，即同一量子态下的电子自旋不能完全相同。
根据量子力学的描述，电子自旋可以用自旋角动量算符来表示，其取值为±1/2。
电子自旋的量子态由自旋向上和自旋向下的线性组合构成。
3. 电子自旋的实验观测电子自旋的实验观测主要通过磁共振技术实现。
核磁共振（NMR）和电子顺磁共振（EPR）是常用的实验方法，它们通过测量样品在外加磁场下的共振吸收信号来确定电子自旋的性质和行为。
此外，基于自旋电子学的研究也为电子自旋的观测提供了新的途径。
4. 电子自旋的应用电子自旋在物理学和材料科学领域有着广泛的应用。
在量子计算中，电子自旋被用作量子比特的信息载体，其离散的取值使得量子计算具备了高度的稳定性和可控性。
此外，电子自旋还被应用于磁性材料的研究，如磁存储材料和磁传感器。
5. 电子自旋的未来研究方向尽管电子自旋的研究已取得了重要进展，但仍存在许多待解决的问题和挑战。
未来的研究可以从以下几个方面展开：深入理解电子自旋与其他自由度（如轨道、自旋轨道耦合）的相互作用；开发新的实验技术和材料系统，以实现对电子自旋的更精确控制和测量；探索电子自旋在量子信息处理和量子材料中的更广泛应用等。
结论：电子自旋是一个重要的物理学概念，其研究对于理解物质的性质和开发新的应用具有重要意义。
通过深入理解电子自旋的理论模型和实验观测，我们可以进一步拓展其在量子计算和磁性材料等领域的应用。
自旋电子学在物理芯片中的应用研究
自旋电子学在物理芯片中的应用研究自旋电子学是一项前沿科技，它利用电子的自旋来进行信息存储与传输。
该技术在物理芯片领域具有广泛的应用前景，可以大大提高芯片的性能和功能。
本文将就自旋电子学在物理芯片中的应用进行深入研究。
一、自旋电子学的原理与特性自旋电子学是一种基于电子自旋操控的新型电子学技术。
与传统的电子学技术相比，自旋电子学在信息存储和传输上有着许多独特的特性。
首先，自旋电子学可以实现高速的信息传输，因为电子的自旋可以在不受电流限制的情况下自由运动。
其次，自旋电子学可以实现非易失性存储，即信息可以长期保存而无需外界能量供应。
此外，自旋电子学还具有可扩展性和低功耗等优点，这使得它成为了未来物理芯片领域的重要研究方向。
二、自旋电子学在物理芯片中的应用1. 量子计算自旋电子学在量子计算领域具有巨大的应用潜力。
由于自旋具有自旋上下量子自旋态的特性，可以作为量子比特进行信息存储与传输。
借助自旋电子学的技术，可以实现更稳定、更高速、更多信息量的量子计算，有望在密码学、模拟器和优化问题等方面取得突破。
2. 磁性存储自旋电子学在磁性存储领域也具有重要的应用价值。
传统的磁性存储设备是基于电流操控磁性材料的，而自旋电子学可以通过操控电子自旋来实现磁性存储。
相比传统的磁性存储设备，基于自旋电子学的磁性存储具有更快的读写速度、更大的存储密度以及更低的功耗，能够满足现代物理芯片对存储容量和读写速度的要求。
3. 自旋霍尔效应传感器自旋电子学还应用于自旋霍尔效应传感器领域。
自旋霍尔效应是指当电流通过具有磁场的半导体材料时，会产生自旋极化电流。
基于自旋霍尔效应的传感器可以实现对磁场、电流和温度等参数的高灵敏度检测，因此在磁传感、自旋电子学体系和微纳电子学领域有着广泛的应用前景。
4. 自旋电流调制器自旋电流调制器是自旋电子学在物理芯片中的另一种重要应用。
通过操控外界磁场或电压，可以调控自旋电子的极化方向和强度，从而实现对电流的准确调控。
自旋技术在半导体电子设备中的应用
自旋技术在半导体电子设备中的应用随着科技的不断发展，人们对半导体电子设备的需求也越来越高。
为了满足人们对高速、高性能和低功耗的要求，科学家们不断寻找新的技术和材料。
自旋技术作为一种前沿的技术，正在被广泛应用于半导体电子设备的研究和开发中。
自旋技术的核心思想是利用自旋的性质来存储和传输信息，相比于传统的电子技术，自旋技术具有以下优势：首先，自旋技术不需要电荷运输，因此能够大大减少电流和能量消耗，降低了设备的功耗；其次，自旋技术能够实现快速的信息传输速度，这使得半导体电子设备能够处理更复杂的任务和更多的数据；此外，自旋技术还具有非易失性的特点，即信息可以长时间保存在自旋态中，这对于存储设备和信息安全具有重要意义。
在半导体电子设备中，自旋技术的应用主要体现在存储器和逻辑器件上。
首先，自旋存储器是利用自旋的性质来存储和读取信息的一种存储设备。
与传统的存储器相比，自旋存储器具有快速的读写速度和低功耗的优势。
自旋存储器由自旋传输材料和磁隧道结构组成，自旋传输材料可以通过调整外加电场或磁场来改变自旋态，从而实现信息的存储和读取。
近年来，科学家们不断改进自旋存储器的性能，使其具有更高的密度和更快的速度，为半导体电子设备的发展提供了强有力的支持。
其次，自旋逻辑器件是利用自旋的性质来实现逻辑运算的一种逻辑电路。
传统的逻辑器件是基于电子的电荷状态来进行逻辑运算的，而自旋逻辑器件则是基于自旋的状态来进行逻辑运算的。
自旋逻辑器件具有低功耗和高速度的优势，可以实现更复杂的逻辑运算和更高的计算效率。
目前，自旋逻辑器件还处于研究与开发阶段，但已经取得了一些重要的进展，有望在未来的半导体电子设备中得到广泛应用。
此外，自旋技术还在其他领域有着广泛的应用。
例如，在量子计算和量子通信领域，自旋技术被广泛运用于量子比特的存储和传输。
自旋比特作为量子信息传输的基本单元，具有较长的相干时间和较强的耦合能力，因此被认为是实现量子计算和量子通信的重要组成部分。
自旋电子学中的新型材料研究
自旋电子学中的新型材料研究自旋电子学是一门研究自旋电子行为及其应用的前沿领域，近年来受到了广泛关注。
在这个领域中，新型材料的研究成为了一个重要的方向。
本文将探讨自旋电子学中的新型材料研究，并分析其潜在应用。
自旋电子学是在传统电子学基础上发展起来的一门新兴学科。
而新型材料所具有的特殊性质，使其成为自旋电子学研究中的重点。
其中，一种被广泛研究的材料是拓扑绝缘体。
拓扑绝缘体是一种在体内具有绝缘态，但在表面上却存在导电态的材料。
这种特殊的性质可以用来控制电子的自旋运动，从而实现自旋电子器件的制备。
近年来，人们发现了一种新颖的拓扑绝缘体材料，被称为三维拓扑绝缘体。
与传统的二维拓扑绝缘体不同，三维拓扑绝缘体具有更长的自旋弛豫长度，使其在应用中更加稳定可靠。
这种材料的研究不仅可以用来制备新型的自旋电子器件，还有望在量子计算、量子通信等领域有所突破。
除了拓扑绝缘体，还有一类在自旋电子学中备受关注的材料是垂直锁定磁性材料。
传统的自旋电子学材料大多依赖于外加磁场来实现自旋操控，这限制了其在实际应用中的可行性。
而垂直锁定磁性材料则可以通过自旋电荷相互作用来实现自旋操控，无需外加磁场。
这种材料的研究将在自旋电子器件的制备过程中提供更多的设计灵活性，并且极大地简化了器件结构。
此外，还有一类新型材料被发现可以实现自旋霍尔效应。
自旋霍尔效应是自旋电子学中一种重要的现象，它可以将自旋电子分离成上下两个自旋态的电流，并在材料表面上产生自旋极化。
这种材料的研究将极大地推动自旋电子器件的进一步发展，尤其在自旋逻辑门和自旋传感器等方面具有潜在应用。
总的来说，自旋电子学中的新型材料研究是一个富有挑战性和前景广阔的领域。
通过研究和开发这些材料，我们可以不断推动自旋电子学的发展，并为其在信息存储、量子计算等领域的应用提供强有力的支撑。
相信随着新型材料的不断涌现，自旋电子学将在未来取得更加令人瞩目的成就。
半导体器件中的自旋电子学研究
半导体器件中的自旋电子学研究自旋电子学是一门研究自旋电子在固体材料中的基本物理现象和应用技术的学科。
随着半导体技术的迅速发展，自旋电子学已成为当前研究的热点领域之一。
本文将从半导体器件中的自旋电子学研究领域的背景、原理和应用展开讨论。
一、背景自旋是电子的一个内禀性质，类似于电荷和质量。
自旋可以看作是电子自转产生的磁矩，它可以朝上或朝下两个方向。
在传统的半导体器件中，电子的自旋往往被忽略，因为我们一直关注的是其电荷性质。
然而自旋电子学的发展使得我们可以利用电子的自旋来进行信息的存储、传输和处理，这将在信息技术领域带来重大变革。
二、原理在半导体器件中实现自旋电子学的关键是添加磁性材料。
磁性材料可以将自旋与其磁矩耦合，从而控制自旋的定向。
一种常用的方法是在半导体中引入磁性离子，通过磁性离子的磁矩作用，调控半导体中的自旋态。
此外，还可以通过应用电场或磁场来调控自旋态。
这些方法使得我们能够在半导体器件中实现自旋态的控制和操纵。
三、应用自旋电子学的研究不仅对基础物理学有着重要的意义，同时在信息技术领域也有着广泛的应用前景。
以下是一些应用领域的简要介绍：1. 自旋转换器件：自旋转换器件可用于实现自旋到电荷的转换，例如自旋电流到电荷电流的转换。
这种转换器件在自旋转移和自旋逻辑电路中起着重要的作用，可以实现低功耗的自旋存储器和逻辑门。
2. 自旋电子存储器：自旋电子存储器可以利用电子自旋的状态来存储和读取信息。
相对于传统的存储器，它具有更快的读写速度、更低的功耗和更高的稳定性。
自旋电子存储器有望在未来的信息存储领域取得突破性进展。
3. 自旋输运：自旋输运研究致力于利用自旋电子的输运性质来设计和实现新型的电子器件。
例如，自旋霍尔效应可以实现自旋电子的分离和控制，这对于开发高效率的自旋电子器件具有重要意义。
4. 量子计算：自旋自旋电子学对于发展量子计算也有着重要的作用。
自旋的量子特性使得我们能够进行量子比特的操作和控制，从而在量子计算中实现更高的计算效率和更强的安全性。
自旋电子学中的自旋霍尔效应与自旋极化电流研究
自旋电子学中的自旋霍尔效应与自旋极化电流研究自旋电子学是一个新兴领域，旨在利用电子的自旋自由度来实现信息存储和处理。
在自旋电子学中，自旋霍尔效应和自旋极化电流是两个重要的研究课题。
本文将介绍自旋霍尔效应和自旋极化电流的物理定律、实验准备和过程，并讨论它们在实际应用和其他专业性角度的研究。
首先，我们来了解一下自旋霍尔效应的物理定律。
自旋霍尔效应是基于霍尔效应发展而来的，霍尔效应是指在一个有电流通过的导体中，如果垂直于电流方向加上一个外磁场，会在导体的侧边产生一种电势差。
而自旋霍尔效应是在霍尔效应的基础上引入了自旋自由度，即考虑电子的自旋角动量，从而实现了对自旋的控制和操纵。
自旋霍尔效应使得自旋电子在导体横向运动时会出现一定的偏转，并且该偏转方向与自旋角动量的方向有关。
这种效应可以用来实现自旋转换和自旋操纵，为自旋电子学提供了一种新的手段。
为了研究自旋霍尔效应，我们需要进行一系列实验准备。
首先，我们需要制备一种具有自旋极化性质的材料，如铁磁性材料等。
随后，我们需要制备一块具有导电性质且尺寸小于自旋弛豫长度的薄膜样品，以便实现自旋信号的传输和探测。
另外，我们还需要建立一套实验装置，包括磁场调控系统、电流源、电压测量仪器等。
在实验过程中，我们首先将薄膜样品放置在实验装置中，并通过电流源加上一定大小的电流。
接着，我们在样品周围加上垂直于电流方向的外磁场，从而实现自旋极化。
当自旋极化的电子通过样品时，由于自旋霍尔效应的存在，电子在横向运动过程中会受到一定的偏转。
通过在横向方向上放置一对电压测量探头，我们可以测量到样品侧边产生的电势差，即自旋霍尔电压。
通过调节电流源和磁场调控系统，我们可以进一步研究自旋霍尔效应的特性，如自旋相关电阻、自旋霍尔电导等。
自旋极化电流是另一个重要的研究课题，它可以用于实现自旋电子器件的构建和应用。
自旋极化电流是指在电流中引入一定的自旋极化度，即电流中的自旋向上或向下有所偏向。
通过自旋极化电流，我们可以实现自旋转换、自旋注入等操作。
纳米科学中的自旋电子学
纳米科学中的自旋电子学随着科技的不断发展，人类对于自然界的认识也越来越深入。
在物理学中，自旋被认为是比电子电荷更为重要的物理量，这是因为自旋与电荷耦合在一起的系统很容易出现强磁性现象。
自旋电子学就是研究自旋与电子之间的相互作用，尤其是在纳米尺度下的现象。
本文将介绍一些纳米尺度下的自旋电子学现象以及相关研究成果。
一、磁隧道结磁隧道结是一种利用自旋极化现象的器件，其原理基于当电流流经两个磁性电极时，通过隧道发生的磁阻现象。
它可以用于读写磁介质存储设备中的信息。
随着磁隧道结技术的不断发展，其性能也得到了不断提升。
例如，磁隧道结中使用的磁性材料的晶面结构、磁性薄膜层的厚度等因素都会影响到其性能。
二、反铁磁材料在反铁磁材料中，磁矩的朝向交替排列，从而导致磁性为零。
这些材料通常具有很强的自旋极化效应，因此被广泛应用于磁存储器件的制造中。
例如，反铁磁导层可以用来保护隧道结中的磁性电极，防止其漂移或翻转。
三、磁性半导体磁性半导体是一类同时具备半导体特性和铁磁性的材料，可以在纳米尺度下进行磁性多层膜的制备。
他们的自旋极化效应比传统磁性材料更强。
磁性半导体可以被用作自旋电子学器件中的可调谐元件，例如，可变电阻器、自旋阀门等。
这些器件可以被广泛应用于计算机存储器件、磁性传感器、磁性光学器件等领域。
四、自旋霍尔效应自旋霍尔效应是指当电流通过具有强自旋轨道耦合的材料时，会在材料内部产生自旋极化电流。
这个现象可以被用作磁性读写器件，例如读取硬盘或固态硬盘中的数据。
自旋霍尔效应还可以被用作测量样品中电子自旋和磁矩的方法。
最近，研究人员已经开始使用自旋霍尔效应来研究低温物理学、快速储能装置等课题。
五、磁性资源磁性纳米粒子是一种磁性资源，可以用来制备磁性流体、磁性探针等。
这些磁性纳米粒子的自旋可以被操纵，这为他们的应用提供了可能性。
例如，磁性纳米粒子可以被用作癌症治疗的载体，用来输送药物到患病部位。
此外，磁性纳米粒子还可以被用来制备仿生传感器、量化计算机等。
半导体自旋电子学的研究与应用进展
关键 词 ： 半导体 自 旋电子学；自旋电子器件； 磁性半导体
ｓｍｉ ｎ ｕｔｒ ｓｉ ｊ ｔ ｎｉｔ ｓｍｉ ｎ ｕ ｔｒ ｓｉ ｅｅｔ ｎａ ｄｓ ｉ ｔ ｓｏｔ ｅｃ ｉ ｇｖｎ Ｔ ｅｅｆ ｒｔｅ ｅ ｃ ｄ ｃ ， ｐｎｉ ｐ ｒ， ｔ， Ｓ ｅ ｏ ｏ ｎｃ ｏ ｎ ｏ ｏ ｃ ｏ ｎ ａ ｎ ． ｈｒａｔ ， ｉ ｅ ｈ
维普资讯
第３ ０卷
第 ３期
电 子 器 件
Ｃ ｉｅｅ Ｊｕｎ ｌ ｆ ｌｃｒｎ Ｄ ｖｃｓ ｈｎ ｓ ｏ ｒａ Ｏ Ｅｅ ｔｏ ｅ ｉｅ
Ｖｏ ． ０ Ｎｏ ３ １３ ．
２０ ０ ７年 ６月
Ｊ ｎ ２ ０ ｕ ．０ ７
Ｒｅ ｅ ｒ ｈ Ｐｒ ｇ ｅ ｓａ ｄ Ａｐ ｉａ ｉ ｎ ｏ ｅ ｉｏ ｕ ｔ ｒＳ ｎｔｏ ｃ ｓ ａ ｃ ｏ ｒ ｓ ｎ ｐｌｃ ｔｏ ｆＳ ｍ ｃ ｎｄ ｃｏ ｐｉ ｒ ｎｉｓ
半导体中的自旋物理学 pdf
半导体中的自旋物理学 pdf半导体中自旋物理学是近年来备受关注的研究领域之一。
随着半导体技术的飞速发展，研究者们发现了自旋的潜在应用价值，这在传统的半导体领域中是前所未有的。
那么，什么是自旋物理学？自旋物理学又有哪些重要的研究进展呢？自旋物理学是研究自旋作为电子的基本属性如何影响材料性质的科学。
自旋是电子固有的量子性质，类似于一个微小的自旋磁震荡。
传统的半导体研究主要关注电子的电荷性质，而自旋物理学则将注意力转向了电子的自旋性质。
通过研究自旋，我们可以探索新的激发态和操控自旋的方法，以实现全新的半导体应用。
在过去的几年里，自旋物理学已经取得了一系列重要的研究进展。
例如，研究人员已经成功地实现了自旋注入和探测技术，使得我们能够更加深入地研究自旋的属性和行为。
此外，通过在半导体材料中引入磁性物质，研究者们还成功地实现了自旋电子的长距离传输，为自旋电子学的发展铺平了道路。
自旋物理学在实际应用中也具有广泛的潜力。
例如，自旋电流的产生和探测可以用于实现更高速的数据存储和处理技术，这将极大地推动信息技术的发展。
此外，自旋器件还可以应用于量子计算和量子通信领域，带来更加安全和高效的信息传输方式。
当然，自旋物理学仍然面临着许多挑战和待解决的问题。
例如，如何进一步提高自旋注入和探测效率，如何实现对自旋的精确操控以及如何将自旋电子与其他量子状态进行耦合等等。
这些问题需要我们在材料设计、器件制备以及理论研究等方面进行深入探索和创新。
总的来说，半导体中的自旋物理学是一个备受瞩目的研究领域。
通过深入研究自旋的属性和行为，我们不仅可以理解自然界中微观粒子的奇妙世界，还可以开创出许多具有重要应用价值的新材料和新器件。
相信随着我们对自旋物理学的不断探索和研究，会有更多令人惊喜的发现和突破取得。
自旋电子学的研究与发展
自旋电子学的研究与发展自旋电子学是一种全新的物理学科，它主要研究电子自旋在材料中的行为和作用。
近年来，自旋电子学已经得到了广泛的研究和应用，尤其是在信息技术方面，为我们带来了无数的创新和改变。
在本文中，我们将深入研究自旋电子学的基础知识、研究进展和发展趋势，以及其在信息技术领域中的应用。
自旋电子学基础知识电子自旋是指电子内部的一种运动状态，它可以看作是电子在自转，类似于地球的自转。
普通的电子只具有自旋量子数为+1/2或-1/2的两种状态，但在一些特殊的材料中，电子可具有更复杂的自旋状态。
自旋可以和外加磁场发生相互作用，从而影响电子的运动。
自旋电子学的研究和应用就是基于电子自旋和其相互作用的基础之上的。
自旋电子学主要涉及几个基础概念：自旋、自旋极化、磁各项异性、自旋交互作用等。
在自旋电子学中，我们主要关心的是自旋极化，即电子自旋在某个方向上的偏振。
自旋电子学的研究进展在过去的几年中，自旋电子学在基础研究和应用方面都取得了重大进展。
其中比较重要的研究领域有以下几个方面：1.自旋注入材料的研究：自旋注入可以实现在非磁性材料中操控电子自旋。
自旋注入材料是一些特殊的材料，可以将电子自旋注入到非磁性材料中，从而实现对电子自旋的操控。
这种技术可以应用于电子器件中，尤其是在信息存储和传输中。
2.自旋电流传输的研究：自旋电流传输是一种全新的电子输运方式，由于电子自旋可以沿着一个特定方向运动，因此可以实现对电子自旋的操控和传输。
这种技术可以应用于磁性存储、高速计算和通信领域。
3.自旋Hall效应的研究：自旋Hall效应是自旋电子学中的一个重要概念，它是指在特定条件下，自旋极化电子的自旋和速度在材料中会产生一个特定的角度关系，从而形成自旋Hall电流。
这种技术可以用于特定的传感器和自动化控制系统中。
自旋电子学的应用发展趋势自旋电子学在信息技术领域中的应用潜力巨大，未来的发展趋势主要包括以下几方面：1.自旋存储技术：自旋存储技术是基于自旋电子学的一种新兴的储存技术。
自旋电子学技术的发展趋势和应用
自旋电子学技术的发展趋势和应用自旋电子学技术是一种新兴的领域，它的发展趋势和应用前景值得关注。
在这篇文章中，我们将探讨自旋电子学技术的发展趋势和应用，以及它对我们的生活和社会的影响。
一、自旋电子学技术的发展趋势在过去的几十年间，自旋电子学技术已经取得了长足的进展。
目前，自旋电子学技术已经广泛应用于磁存储、磁传感、磁随机存储、磁存储器等领域。
未来，随着微电子和纳米技术的发展，自旋电子学技术将迎来更广阔的应用前景。
一方面，自旋电子学技术将继续向微纳米尺度下发展。
随着芯片尺寸不断缩小，自旋电子学技术将成为解决芯片小尺寸下存储和传输问题的重要手段。
另一方面，自旋电子学技术也将不断探索新的材料和结构，以实现更高的性能和更广泛的应用。
二、自旋电子学技术的应用1. 磁存储自旋电子学技术在磁存储领域的应用已经得到了广泛的应用。
通过将信息编码成磁场的极性和方向，可以实现高速和大容量的磁存储。
而自旋电子学技术则可以利用电子的自旋特性来实现更高的数据密度和更快的速度。
未来，自旋电子学技术也将成为实现更高效的磁存储技术的重要手段。
2. 磁传感自旋电子学技术在磁传感领域也有着广泛的应用。
通过利用电子的自旋特性，可以实现高灵敏度和高分辨率的磁传感器。
在一些特殊的环境下，如高温、高压等，传统的磁传感器难以工作，而自旋电子学技术则能够适应这些环境，并实现高精度的磁场探测。
3. 磁随机存储磁随机存储是一种新型的存储技术，它通过利用自旋电子学技术来实现高速和高稳定性的数据存储。
与传统的存储技术相比，磁随机存储可以实现更高的数据密度、更快的读写速度以及更低的功耗。
未来，随着芯片尺寸不断缩小，磁随机存储技术将成为实现更高效的存储方式的重要手段。
4. 磁存储器自旋电子学技术在磁存储器领域也有着广泛的应用。
通过利用电子的自旋特性，可以制备出高性能的磁存储器。
自旋电子学技术在存储器领域的应用已经被广泛研究和应用，未来也将继续得到发展和应用。
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半导体自旋电子学的最新研究进展1112张家鑫许丽萍王忠斌范石伟（1.中北大学理学院物理系山西太原 030051；2.内蒙古科技大学材料与冶金学院内蒙古包头 014010）摘 要：自旋电子学起源于巨磁阻效应（GMR），目前已经成为凝聚态物理学领域的研究热点，其中半导体自旋电子学是自旋电子学中人们所关注的一个重要领域。
从磁性半导体、自旋电子的注入、检测、输运等方面综述半导体自旋电子学的最新研究进展，并且指出目前半导体自旋电子学研究的重点及难点。
关键词：巨磁阻效应；电子注入；半导体自旋电子学；自旋输运中图分类号：TN3 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2010）1010037－010 引言的偏振度，来确定电子的极化率[8]研究证明，光学方法最大的优点就是能避免其它电学效应的影响。
电学检测方法又分隧道结法、点接触发、1988年，在磁性多层膜中首次发现了巨磁阻效应[1]，特别是1995年Tedrow-Meserey实验法、Andreev反射法，但是电学法采用了与被测材料直在铁磁隧道结材料中发现了室温隧穿磁电阻效应[2]，人们对电子自旋自由接接触的结构，其界面存在较严重的自旋散射，还存在电导率的不匹配问度的研究势如破竹。
现在研究电子自旋的控制与输运已经成为凝聚态物理题，自旋极化电子的驰豫以及Hall效应的干扰的都是此方法的难点，最研究的热点之一，并由此发展成一门新的交叉学科——自旋电子学，也被近，有人通过对伴随自旋流的其他物理量现象的测量来探测自旋流，比如称为磁电子学。
目前已经研制成功的自旋电子器件：巨磁电阻、自旋阀、实验中在室温下成功通过测量自旋流对Ni81Fe19薄层自旋弛豫的调制实现磁隧道结等，都是基于铁磁金属材料，与传统的电子器件相比，自旋电子了在不需要材料微观参数的情况下对自旋流的测量[9]。
器件具有稳定性好，数据处理速度快，功率损耗低以及集成密度高的优3 自旋霍尔效应点。
由于铁磁金属难于发展具有放大功能的自旋晶体管，也难于实现自旋在外加电场下，材料中的自旋向上的电子和自旋向下上的电子由于各器件的集成制造和与传统微电子器件的一体化集成制造。
因此人们认为半自形成的磁场方向相反，会各自在材料的相反两边形成自旋积累，这就是导体是研究自旋电子器件集成化最好的材料，于是就形成了今天的半导体自旋霍尔效应（spinhalleffect简写为SHE）如图1所示。
自旋电子学,成为当今物理领域研究的热点。
然而，目前，对半导体自旋电子的研究还处于理论和实验阶段，主要研究基本问题是如何实现半导体中电子自旋的极化注入、检测、输运以及自旋流的产生。
本文就半导体自旋电子学的研究进展作一个简单的论述。
1 自旋电子的注入制造自旋电子器件最关键的问题就是在不需要强磁场和室温情况下如何把自旋极化电子从磁性半导体注入到非磁性半导体内。
目前自旋电子的注入来源主要有稀磁半导体、铁磁半导体以及铁磁金属，采用的注入方法图1 自旋霍尔效应示意图主要有五种：欧姆注入法；隧道结注入法，弹道电子自旋注入、热电子注实验上已经观察到自旋霍尔效应，实验上通过测量自旋积累来探测自入，此外用稀磁半导体也能向非磁半导体内注入自旋极化电子，本文就介旋霍尔效应，除了自旋共振技术[10]外，常利用电光效应和磁光效应，例绍一下以上几种方法的最新研究。
如法拉第效应就是一种典型的磁光效应，通过测量法拉第角即可求出样品由于半导体表面是重掺杂，导致了自旋反转的散射和自旋极化率的下中的磁矩，该技术的高灵敏度可以检测由于外加横向电场引起的小的自旋降。
因此欧姆注入法这种方法的自旋注入率很低。
研究表明：到目前为极化[11]，此外早在1999年有人提出电测量方案，通过测量电势差可求得止，用欧姆注入法最好的报道为4.5%的自旋极化注入效率[3]。
最近，有人样品上的横向自旋积累[12]。
如今这种方法实验室已经实现，电流通过铋从Ni81Fe19薄膜向外延多层膜结构InAs形成的二维电子气中注入的自旋电子时由于自旋霍尔效应在表面产生自旋积累，Ni81Fe19电极可探测到由自旋积借助紧邻的Ni81Fe19电极被探测到。
在20k的温度下，InAs中的电子的自旋扩累产生的化学势，该实验在3.0K下自旋霍尔效应电导率 和自旋注入率散长度是1.8 。
Ni 81Fe19/InAs界面注入的电子自旋极化率为1.9%，甚至在的乘积 [13]。
的值随温度上升而下降。
这室温下仍保持在1.4%[4]。
Hanbicki[5]等制备了Fe/AlGaAs/GaAs半导体量子种对温度的依赖现象表明铋中的自旋霍尔效应是非本征自旋霍尔效应。
本阱LED结构，实现从Fe到AlGaAs的自旋注入，注入效率可达30%因此，采用实验实现了自旋积累信号向电压信号的转化，使自旋霍尔效应的电学测量FM-绝缘层-半导体隧穿二极管或者是金属/半导体Schottky势垒二极管可能成为可能；还实现了大的逆自旋霍尔效应和自旋霍尔效应的产生和检测成为自旋电子注入到半导体的有效方法。
近期有人从Fe（001）通过[14]，室温下自旋霍尔电阻可达2.9m 。
在应用方面，自旋霍尔效应为自Fe/ZeSe界面形成的反偏压肖特基隧穿势垒注入到n型掺杂的Fe/ZeSe（001）旋电子注入和用电场控制自旋电子提供了一种新途径，提供了一种在半导中，自旋电子在n-ZeSe层输运300nm后进入GaAs中复合，在温度为20k，体中传递信息的新方法，并有助于制造实用的自旋电子器件。
100k时测得电子的自旋极化率分别为55%和54%，GaAs中电子自旋极化率在4 总结与展望20-100k范围内与温度无关[6]。
从Fe薄膜经Al2O3隧穿势垒注入到Si（001）中，在5k温度下Si中的电子自旋极化率下限为10%，估计值可达到30%，并目前自旋极化电子的注入与检测的研究不是很成熟，无论是在理论还且直到125k，Si中的电子自旋极化率仍有较大值[7]。
是在实验方面，存在许多问题有待于解决。
影响注入效率的因素很多，包2 自旋流检测括界面质量、缺陷和杂质密度。
以及能带结构等，因此寻找好的自旋极化电子来源的材料，研究出好的注入与检测方法，提高注入效率，提高居里目前，自旋流检测有光学检测和电学检测两种方法。
其中比较成熟的是光学检测方法，光学方法就是利用自旋极化的发光二极管和EL谱测量光（下转第31页）由于H3C 存储产品在充分利用IP 技术的高性能、低成本、标准化的特性基础上进行构建，使H3CNeocean 大大超越了传统存储产品的各种结构局限和应用困境，在应用上体现出卓然超群的特性。
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5 整体方案优势温度等方面是目前半导体电子学研究的重点和难点。
综上所述，半导体自旋电子学是自旋电子学的热点领域之一，虽然发展很快，但是对半导体自旋电子学的研究在理论与应用方面还处于刚刚发展阶段，特别是对于自旋极化的控制与输运的认识还处在一个非常肤浅的阶段，而且对出现的各种新效应的理解基本上还是一种“拼凑式”的半经典唯象理论，自旋极化电子的注入与输运控制被认为是自旋电子学发展的瓶颈。
但是，我们已经看到巨磁阻效应的应用给人类社会带来了巨大的财富，那么我们有理由相信，在大家们的共同努力下，一定能突破自旋电子学发展中的这个“瓶颈”，在不久的将来我们一定会看到自旋电子学在信息技术领域给人类带来更大的惊喜。
基金资助：国家自然基金（No.60776062）[5]Rashba EI. Theory of electrical spin injectoin:Tunnel contacts as a solution of the conductivity mismatch problem [J].Phys Rev B,2000,62:R16267.[6]Hanbicki A T, Kioseoglou G, Holub M A, et al. Electrical spin injection from Fe into ZeSe (001) [J]. Appl Phys Lett,2009,94(8):082507-1-082507-3 .[7]Jonker B T, Kioseoglou G,Hanbicki A T, et al. Electrical spin -injection into Silicon from a ferromagnetic metal/tunnel barrier contact [J].Nature Physics,2007,3(8):542-546.[8]Ohno Y, Young D K, Beschoten B, et al.Electrical spin injection in a ferromagnetic semiconductor heterostructure [J].Nature,1999,402:790.[9]Ando K, Nakayama H, Kajiwara Y, et al. Measurement of spin current using spin relaxation modulation induced by spin injection [J].Appl Phys,2009, 105(7):07c913-1-07c913-3.[10]Chazalviel J N. Spin-dependent Hall effect in semiconductors [J]. Phys. Rev. B, 1975,11(16):3918.参考文献：[11]Kato Y, et al, Current-induced spin polarization on strained [1]Baibich,M.N. et al.,Phy.Rev.Lett.1988,61:2472.semiconductors [J].Phys. Rev. Lett.,2004,93(17):176601.[2]Julliere M.Tunneling between ferromagnetic film. phys [12]Hirsch I E. Spin Hall effect [J]. Phys. Rev. Lett,1975,54A(3):225-226.Lett.,1999,83(9):1834.[3]Hu C M, Nitta J, Jensen A, et al. Spin-polarized transport in [13]Fan J,Eom J.Direct electrical observation of spin Hall a two dimension electrongas with interdigital-ferrmagnetic contacts effect in film [J].Appl Phys Lett,2008,92(14):142101-1-142101-3.[J]. Phys.Rev.B,2001, 63(12) :125333.[14]Seiki T, Hasegawa Y, Mitani S, et al. Giant spin hall effect [4]Koo H C, Yi H, Ko J B, et al. Electrical spin injection and in perpendicularly spin-polarized FePt/Au devices [J]. Nature detection in an IsAs quantum well [J].Appl Phys Materials,2008,7(2):125-128.Lett,2007,90(2):02210-1-022101-3.（上接第37页）。