SPINOVAYa POLYaRIZATsIYa ELEKTRONOV V TUNNEL'NYKh KONTAKTAKh Co0.9Fe0.1/MgO/InSb

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Методом магнетронного напыления и безмасочной фотолитографии изготовлены латеральные спиновые устройства с туннельными контактами Co0.9Fe0.1/MgO/InSb. Измерены вольт-амперные характеристики и сопротивление контактов, а также эффект Ханле при диффузии поляризованных электронов между контактами. В рамках первопринципной молекулярной динамики выполнены расчеты зонной структуры в сверхъячейках, моделирующих интерфейсы Co/MgO и MgO/InSb. Показано что на границе интерфейса Co/MgO для блоховских состояний электронов возникает существенная спиновая поляризация. Вследствие этого вероятности прохождения через слой диэлектрика и через интерфейсы ферромагне-тик/диэлектрик, диэлектрик/полупроводник для этих электронов различные. Вычислены высота и ширина туннельных барьеров на основании анализа вольт-амперных характеристик туннельных контактов. Показано, что более высокая степень поляризации достигается в туннельных контактах с большей высотой барьера и более высоким сопротивлением. Показано, что в интерфейсе MgO/InSb из-за большой разницы величин параметров решеток высока вероятность образования дефектов, не позволяющих достичь высоких поляризационных характеристик туннельных контактов.

About the authors

N. A. Viglin

Институт физики металлов им. М. Н. Михеева Уральского отделения Российской акаденмии наук

Email: viglin@imp.uran.ru
Екатеринбург, Россия

V. M. Tsvelikhovskaya

Институт физики металлов им. М. Н. Михеева Уральского отделения Российской акаденмии наук

Екатеринбург, Россия

A. O. Shorikov

Институт физики металлов им. М. Н. Михеева Уральского отделения Российской акаденмии наук; Уральский федеральный университет им. Б. Н. Ельцина

Екатеринбург, Россия; Екатеринбург, Россия

T. N. Pavlov

Институт физики металлов им. М. Н. Михеева Уральского отделения Российской акаденмии наук

Екатеринбург, Россия

V. V. Proglyado

Институт физики металлов им. М. Н. Михеева Уральского отделения Российской акаденмии наук

Екатеринбург, Россия

References

  1. J. Fabian, A. Matos-Abiague, C. Ertler et al., Acta Phys.Slov. 57, 565 (2007).
  2. I. Zutic, J. Fabian, and S. Das Sarma, Rev. Mod. Phys. 76, 323 (2004).
  3. D.D. Awschalom and M. E. Flatte, Nature Phys. 3, 153 (2007).
  4. H. Dery, P. Dalal, L. Cywinski and L. J. Sham, Nature 447, 5736 (2007).
  5. H. Dery, Y. Song, P. Li, and I. Zutic, Appl. Phys. Lett. 99, 082502 (2011).
  6. A. T. Hanbicki, O. M. J. van’t Erve, R. Magno et al., Appl. Phys. Lett. 82, 4092 (2003).
  7. X. Jiang, R. Wang, R.M. Shelby et al., Phys. Rev. Lett. 94, 056601 (2005).
  8. Н. А. Виглин, В. В. Устинов, В. В. Осипов, Письма в ЖЭТФ 86, 221 (2007).
  9. M. Johnson and R. Silsbee, Phys. Rev. Lett. 55, 1790 (1985).
  10. A. Filip, B. H. Hoving, F. Jedema et al., Phys. Rev. B 62, 9996 (2000).
  11. G. Schmidt, D. Ferrand, L. W. Molenkamp et al., Phys. Rev. B 62, 4790 (2000).
  12. E. I. Rashba, Phys. Rev. B 62, R16267 (2000).
  13. E. Merzbacher, Quantum Mechanics, Wiley, New York (1997).
  14. Н.А. Виглин, И. В. Грибов, В. М. Цвелиховская, Е. И. Патраков, ФТП 53, 277 (2019).
  15. S. F. Alvorado, Phys. Rev. Lett. 75, 513 (1995).
  16. W. H. Butler, X.-G. Zhang, T. C. Schulthess et al., Phys. Rev. B 63, 054416 (2001).
  17. X.-G. Zhang and W. H. Butler, Phys. Rev. B 70, 172407 (2004).
  18. J. M. MacLaren, X.-G. Zhang, W. H. Butler et al., Phys. Rev. B 59, 5470 (1999).
  19. O. M. J. van’t Erve, A. L. Friedman, E. Cobas et al., Nat. Nanotechnol. 7, 737 (2012).
  20. J. G. Simmons, J. Appl. Phys. 34, 1793 (1963).
  21. N. A. Viglin, V. V. Ustinov, S. O. Demokritov et al., Phys. Rev. B 96, 235303 (2017).
  22. Н. А. Виглин, Ю. В. Никулин, В. М. Цвелиховская и др., ЖЭТФ 161, 866 (2022).
  23. J. Bass and W. P. Pratt Jr., J. Phys.: Condens. Matter 19, 183201 (2007).
  24. Н.А. Виглин, В. М. Цвелиховская, Н. А. Кулеш и др., Письма в ЖЭТФ 110, 248 (2019).
  25. J. G. Simmons, J. Appl. Phys. 34, 238 (1963).
  26. B. J. Jonsson-Akerman, R. Escudero, C. Leighton et al., Appl. Phys. Lett. 77, 18 (2000).
  27. P. Giannozzi, S. Baroni, N. Bonini et al., J. Phys.: Cond. Matter 21, 395502 (2009).
  28. J. P. Perdew, K. Burke, and M. Ernzerhof, Phys. Rev. Lett 77, 3865 (1996).
  29. V. I. Anisimov, J. Zaanen, and Ole K. Andersen. Phys. Rev. B 44, 943 (1991).
  30. V. I. Anisimov, F Aryasetiawan, and A. I. Lichtenstein, J. Phys.: Cond. Matter 9, 767 (1997).
  31. G. Prandini, A. Marrazzo, I. E. Castelli et al., npj Comp. Mater. 4, 72 (2018).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences