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磁性隧道结和自旋发光二级管中自旋输运性质的研究
磁性隧道结和自旋发光二级管中自旋输运性质的研究
自旋是指电子或原子核的自旋角动量，是一种物理量。它可以用自旋向上或向下的术语描述，类似于磁场中的磁矢量。自旋在能带结构中起着重要作用，其输运性质的研究已成为最近几年内的热点研究方向之一。本文主要介绍磁性隧道结和自旋发光二级管中自旋输运性质的研究进展。
磁性隧道结是一种由两个磁性电极分别与一个绝缘隧道层形成的器件。在正向偏压下，电子从一个磁电极经过绝缘隧道层进入另一个磁电极。由于隧道层非常薄，在经典力学中，电子难以穿越。但是，由于量子力学的隧道效应，电子可以越过这一层，从而建立起两个磁电极之间的通道。磁性隧道结具有低电压尺寸，高灵敏度和高速度的优点，并广泛应用于数据存储和磁性传感器等领域。
自旋在磁性隧道结中的输运性质已经得到广泛研究。通过制备不同材料的磁性隧道结，研究者发现，外部磁场对自旋输运性质具有很大的影响。随着外部磁场的增大，自旋输运率会逐渐降低。
同时，磁性隧道结的自旋电流也成为研究者关注的焦点之一。自旋电流是指在电子输运过程中，电子的自旋被激发并沿着器件其他部分再次输运的现象。该现象与自旋霍尔效应有关，可以用于制备自旋电流器件。通过改变隧道层材料和磁区方向，可以调节自旋电流的大小。
除了磁性隧道结，自旋发光二级管（spinlight-emittingdiode，spin-LED）也是一种非常重要的自旋输运器件。自旋发光二级管具有发光和自旋输运的双重功能，集成了自旋输运器件和光发射器件的优点。自旋发光二级管由非磁性材料（如GaAs）和磁性材料（如Co）组成，电流流过器件时，在磁性层中会产生自旋极化，从而在非磁性层中激发电子产生发光。
自旋发光二级管中的自旋输运性质也是当前研究的热点之一。磁性层中的自旋极化和电流的大小会影响自旋输运率，从而影响器件的光发射性能。通过改变磁性层的结构和厚度，可以调节自旋极化和自旋输运率，优化器件的性能。
综上所述，磁性隧道结和自旋发光二级管是目前研究的热点之一。研究者通过制备不同结构或材料的器件，研究自旋输运性质，以期优化器件的性能。随着该领域的不断发展，相信自旋输运器件将在信息存储、信息处理和光电子器件等领域发挥越来越重要的作用。