• C919 中国智造新名片 2019-04-18
  • 除了茶歇裙这个夏天还有什么值得Pick 2019-04-18
  • 习近平要求把这项工作作为重大政治任务 2019-04-11
  • 中国资本市场开放出大招 跨境证券投资更便利 2019-03-22
  • 广电总局严控主持人资质 访谈节目禁用"嘉宾主持" 2019-03-17
  • 《航海王启航》6月新角色凯罗特可爱登场 2019-03-17
  • 辽宁:电商成为精准扶贫的“利器” 2019-03-16
  • 2018央视春晚提供4K超高清点播 2019-03-15
  • 聚焦两会:两会代表通道再启 回应社会热点 2019-03-15
  • 习近平点出“一带一路”取得积极成果的关键原因 2019-03-14
  • 点击天山网 掌握全新疆 2019-03-09
  • 游客被指捡石子砸老虎 北京野生动物园:正在核实 2019-02-25
  • “习总书记考察山东”漫评②:创新发展引领中国爬坡过坎 2019-02-24
  • 内政部长威胁“单飞”,联盟党闹分裂,默克尔或下台? 2019-02-24
  • “国际视野下的华侨华人”学术研讨会在京召开 2019-01-30
  • 日本汽车后视镜项目欲寻找合作伙伴落户中国

    湖北体彩十一选五玩法:?孙继荣团队等实现自旋流-电荷流的高效转化

    2019-03-22 10:38:17     来源:物理研究所

    湖北十一选5开奖结果 www.tt1e.net 自旋流的产生、调控以及自旋流-电流的转换是自旋电子学研究的核心问题。在上世纪90年代,V.M.Edelstein预言与二维体系电流传输方向相垂直的方向上会产生纯自旋流,即Edelstein效应。与此相反,当自旋流被注入二维电子体系时,二维界面的Rashba效应可使电子发生与自旋取向有关的定向偏转,产生相应的电信号,这就是所谓的逆Edelstein效应。近年来人们在Rashba界面、二维材料以及拓扑材料表面态中均观察到由于Edelstein效应和逆Edelstein效应产生的高效的自旋流和电荷流相互转换。


    氧化物二维电子气体系(LaAlO3/SrTiO3)是一个理想的Rashba界面,是实现自旋流和电荷流相互转化的理想载体。中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心磁学国家重点实验室孙继荣团队与北京大学教授韩伟合作,利用铁磁共振实现自旋泵浦的办法,在LaAlO3/SrTiO3界面观察到了自旋与电荷流之间的相互转化,其自旋信号可以持续到室温,并且可以利用门电压进行调控(Sci.Adv.3,e1602312(2017))。利用上述办法虽然观察到了自旋流与电荷流之间的相互转化,但这其中存在着两个问题一直困扰着研究人员,一是自旋泵浦效应存在着寄生信号,影响对真实信号的判断;二是自旋流在传输的过程中要穿过绝缘的LaAlO3层,极大地降低了自旋注入效率。


    经过长时间探索,最近该团队成功得到了EuO/KTaO3磁性二维电子气(Phys.Rev.Lett.121,116803(2018))。这是首例由磁性绝缘体/高介电绝缘体构成的新型二维电子气。EuO是铁磁绝缘体,与KTaO3界面形成导电界面。由于EuO对于KTaO3界面的磁邻近诱导效应,EuO/KTaO3二维电子气显示了明显的铁磁特征。同时,由于磁性EuO与二维电子气直接接触,借助这一设计可以克服非磁性绝缘层的阻碍作用,实现从EuO到二维电子气的直接自旋流注入,并通过二维电子气的逆Edelstein效应实现自旋流–电荷流的转换。


    最近,在孙继荣指导下,博士研究生张洪瑞等人利用热自旋注入的办法,通过二维电子气的转换作用,成功实现了自旋流-电荷流的高效转化。具体实验过程是,首先在EuO中建立温度梯度,利用温度梯度驱动非平衡磁振子扩散,进而形成自旋流。由于EuO和二维电子气的密切接触,磁振子自旋流直接注入KTaO3界面层的二维电子气中。由于界面的Rashba效应,自旋注入引起电子动量不对称分布,从而产生电流输出。由于没有非磁性绝缘阻挡层,以及界面二维电子气的强Edelstein效应,自旋-电荷转换是高效的。简单的比较表明,在同样磁性层厚度下,低温下EuO/KTaO3二维电子气的自旋塞贝克系数是YIG/Pt异质结的19倍,而YIG/Pt是公认的最优自旋塞贝克体系。通过系统研究,他们还进一步确定了非平衡磁振子在EuO中的扩散长度为16 nm。


    以往利用自旋泵浦对氧化物界面进行自旋注入,是通过在磁性层与二维电子气之间交换电子实现的,且中间间隔非磁性绝缘层。该研究中自旋流由EuO中非平衡磁振子的扩散形成,且直接注入EuO/KTaO3界面,通过磁振子与界面电子的交换作用及自旋-电子动量锁定效应实现转换,因而是一种新的注入与转换方式。这一工作揭示了磁性二维电子气的新特性及氧化物自旋电子学研究的巨大潜力。


    该工作中的样品制备与韩伟合作完成。


    这一工作发表在Nano Letters上(Nano Letters 19,1605(2019))。该工作得到科技部、国家自然科学基金委项目和中科院重点项目的支持。


    ?孙继荣团队等实现自旋流-电荷流的高效转化


    图1.EuO/KTaO3界面的热自旋注入和逆Edelstein效应示意图。(a)自旋塞贝克逆Edelstein效应的实验装置图。(b)Rashba型二维电子系统的能带结构。(c)处于平衡状态和非平衡状态的费米面。


    ?孙继荣团队等实现自旋流-电荷流的高效转化


    图2.EuO/KTaO3界面的自旋塞贝克逆Edelstein效应,其中EuO厚度是15 nm。(a)左列是不同温度下热电电流随磁场的变化;水平列是不同加热功率下热电电流随磁场的变化。(b)热电电流随样品温度的变化,加热功率是65 mW。(c)热电电流随加热功率的变化,样品温度是10 K。


    ?孙继荣团队等实现自旋流-电荷流的高效转化


    图3.不同EuO厚度样品的自旋塞贝克逆Edelstein效应。(a)不同EuO厚度样品热电电流随磁场的变化,测试温度是10K,施加的温度梯度是18.8 K/cm。(b)热电电流随EuO厚度的变化。


    ?孙继荣团队等实现自旋流-电荷流的高效转化


    图4.自旋塞贝克系数随着EuO/KTaO3和YIG/Pt异质结中磁性层厚度的变化,温度固定在10K,Pt的厚度在5~10 nm。


    注:文章内的所有配图皆为网络转载图片,侵权即删!

    我来说几句

    * 获取验证码
    最新评论

    还没有人评论哦,抢沙发吧~

    为您推荐

    2019年我国丙烯产能与市场供需情况分析
    2019年我国丙烯产能与市场供需情况分析
    04月18日 16:21   丙烷脱氢技术  丙烯
    可挥发性有机物减排和智能监测物联网系统让VOCs无处可逃
    可挥发性有机物减排和智能监测物联网系统让VOCs无处可逃
    04月18日 12:01   有机物  石化  VOCs
    助推石化行业绿色发展的八大任务
    助推石化行业绿色发展的八大任务
    04月18日 11:04   石化  发展  r任务
    戴德立:天然气是石油公司转型的破题关键
    戴德立:天然气是石油公司转型的破题关键
    04月17日 16:25   天然气  石油
    新疆首个乙烷制乙烯项目已在库尔勒举行了奠基仪式
    新疆首个乙烷制乙烯项目已在库尔勒举行了奠基仪式
    04月17日 13:47   乙烷  乙烯  烯烃
    聚丙烯粉料的行情走势
    聚丙烯粉料的行情走势
    04月17日 12:29   聚丙烯  粉料  市场
    ?钠离子电池中醚类电解质优越性的原因
    ?钠离子电池中醚类电解质优越性的原因
    04月17日 12:19   ?钠离子电池
    什么是化学新能源?如何绿色发展?
    什么是化学新能源?如何绿色发展?
    04月17日 11:19   化学新能源
    烧碱市场开始企稳回升,后期预计价格仍将上涨
    烧碱市场开始企稳回升,后期预计价格仍将上涨
    04月16日 15:22   烧碱  氧化铝  液氯
    2019年石化产业发展大会:30%化工园区未建立安全监管平台
    2019年石化产业发展大会:30%化工园区未建立安全监管平台
    04月16日 15:06   石化  化工园区  产业
    全球首个铁路智能信号灯系统
  • C919 中国智造新名片 2019-04-18
  • 除了茶歇裙这个夏天还有什么值得Pick 2019-04-18
  • 习近平要求把这项工作作为重大政治任务 2019-04-11
  • 中国资本市场开放出大招 跨境证券投资更便利 2019-03-22
  • 广电总局严控主持人资质 访谈节目禁用"嘉宾主持" 2019-03-17
  • 《航海王启航》6月新角色凯罗特可爱登场 2019-03-17
  • 辽宁:电商成为精准扶贫的“利器” 2019-03-16
  • 2018央视春晚提供4K超高清点播 2019-03-15
  • 聚焦两会:两会代表通道再启 回应社会热点 2019-03-15
  • 习近平点出“一带一路”取得积极成果的关键原因 2019-03-14
  • 点击天山网 掌握全新疆 2019-03-09
  • 游客被指捡石子砸老虎 北京野生动物园:正在核实 2019-02-25
  • “习总书记考察山东”漫评②:创新发展引领中国爬坡过坎 2019-02-24
  • 内政部长威胁“单飞”,联盟党闹分裂,默克尔或下台? 2019-02-24
  • “国际视野下的华侨华人”学术研讨会在京召开 2019-01-30