硅烯自旋阀结构中的隧穿磁电阻效应

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本文利用传递矩阵方法研究了硅烯隧道结中的隧穿磁电阻效应,我们所采用的是由多层硅烯和铁磁性硅烯(normal/ferromagnetic/normal/ferromagnetic/normal sili-Ence)构成的硅烯隧道结.文章中计算了在铁磁区磁化方向平行和反平行情况下,谷电导、电荷电导和谷极化电导的变化规律.然后在所得到的电导结果的基础上计算了硅烯隧道结的隧穿磁电阻.首先,我们研究了硅烯隧道结两侧铁磁区磁化方向平行时的谷电导、电荷电导和谷极化电导的变化规律.结果表明,K谷和K’谷的电导随费米能的增加呈振荡式增加,其随两侧铁磁性硅烯长度的增加先衰减然后不断振荡,当硅烯中不同子晶格间的势能差me VZ=Δ7.11时会出现完全谷极化的现象.而K谷和K’谷电导随中间正常硅烯长度的增加呈准周期振荡.其次,我们研究了硅烯隧道结两侧铁磁区磁化方向反平行时的谷电导、电荷电导和谷极化电导的变化规律.在这种情况下由于磁化方向与谷指标和自旋指向的特殊结合,K谷和K’谷的电导值是完全相等的,因此电导在这时是完全非极化的.硅烯隧道结两端铁磁区磁化方向无论是平行还是反平行时的电导变化趋势都可以根据硅烯隧道结的能带图给出合理的解释.最后,我们研究了硅烯隧道结的隧穿磁电阻现象.计算发现在所研究的硅烯隧道结中,一定的参数取值下隧穿磁电阻随两侧铁磁性硅烯的长度的增加而呈不断振荡的趋势,当me VZ=Δ7.11时,磁电阻值先是不断振荡,然后保持为100%.不论ZΔ的取值如何,隧穿磁电阻随中间正常硅烯长度的增加呈准周期振荡,ZΔ增大时磁电阻整体的值都会增大.
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