RU2625538C1 - Spin detector of free electrons on basis of semiconductor heterostructures - Google Patents
Spin detector of free electrons on basis of semiconductor heterostructures Download PDFInfo
- Publication number
- RU2625538C1 RU2625538C1 RU2016110896A RU2016110896A RU2625538C1 RU 2625538 C1 RU2625538 C1 RU 2625538C1 RU 2016110896 A RU2016110896 A RU 2016110896A RU 2016110896 A RU2016110896 A RU 2016110896A RU 2625538 C1 RU2625538 C1 RU 2625538C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- layer
- gaas
- spin
- thickness
- substrate
- Prior art date
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims description 24
- 239000003574 free electron Substances 0.000 title claims description 20
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims abstract description 109
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 72
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 44
- 230000005294 ferromagnetic effect Effects 0.000 claims abstract description 22
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 claims abstract description 21
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 24
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 19
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 230000010287 polarization Effects 0.000 abstract description 32
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 abstract description 8
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 abstract description 2
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 abstract description 2
- 230000007420 reactivation Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 23
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N palladium Substances [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 12
- 238000005136 cathodoluminescence Methods 0.000 description 11
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 description 11
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 6
- 238000004020 luminiscence type Methods 0.000 description 6
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- -1 or Co Substances 0.000 description 5
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 4
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 4
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 4
- 229910000530 Gallium indium arsenide Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- JTJMJGYZQZDUJJ-UHFFFAOYSA-N phencyclidine Chemical group C1CCCCN1C1(C=2C=CC=CC=2)CCCCC1 JTJMJGYZQZDUJJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000711 polarimetry Methods 0.000 description 2
- 239000011253 protective coating Substances 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 230000005641 tunneling Effects 0.000 description 2
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 1
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 1
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000001451 molecular beam epitaxy Methods 0.000 description 1
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 1
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/0248—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies
- H01L31/0352—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by their shape or by the shapes, relative sizes or disposition of the semiconductor regions
Abstract
Description
Изобретение относится к полупроводниковой технике и может быть использовано в различных системах регистрации электронов, в частности в электростатических анализаторах, используемых в методе фотоэмиссии с угловым разрешением, а также может быть использовано как спин-инжектор в твердотельной спинтронике для поляризованных светодиодов и спин-транзисторов.The invention relates to semiconductor technology and can be used in various electron registration systems, in particular in electrostatic analyzers used in the angular resolution photoemission method, and can also be used as a spin injector in solid state spintronics for polarized LEDs and spin transistors.
Известен спин-детектор свободных электронов на основе полупроводниковых гетероструктур. Tereshchenko, О. Е. Magnetic and transport properties of Fe/GaAs Schottky junctions for spin polarimetry applications / Lamine, D. Lampel, G. Lassailly, Y. Li, X. Paget, D. Peretti, J. Appl. Phys. 109, 113708 (2011). В указанной работе была продемонстрирована возможность создания спин-детектора свободных электронов на основе гетероструктуры Pd/Fe/GaAs(001) с магнитным барьером Шоттки, который позволяет измерять средний спин пучка свободных электронов в вакууме.Known spin detector of free electrons based on semiconductor heterostructures. Tereshchenko, O.E. Magnetic and transport properties of Fe / GaAs Schottky junctions for spin polarimetry applications / Lamine, D. Lampel, G. Lassailly, Y. Li, X. Paget, D. Peretti, J. Appl. Phys. 109, 113708 (2011). In this work, the possibility of creating a free electron spin detector based on a Pd / Fe / GaAs (001) heterostructure with a Schottky magnetic barrier, which allows measuring the average spin of a free electron beam in vacuum, was demonstrated.
Указанный спин-детектор свободных электронов состоит из GaAs полупроводниковой подложки с нанесенной на поверхность тонким слоем железа (4 нм) и палладия (4 нм). Слой железа играет роль спин-фильтра, слой палладия служит защитным покрытием для железа от окисления. Важным условием работы спин-детектора свободных электронов является наличие барьера Шоттки на границе Fe/GaAs. Магнитный барьер Шоттки в структуре ферромагнетик/полупроводник играет роль спин-фильтра, пропуская в основном электроны с направлением спина, коллинеарным вектору намагниченности слоя ферромагнетика.The indicated free electron spin detector consists of a GaAs semiconductor substrate coated with a thin layer of iron (4 nm) and palladium (4 nm). The iron layer plays the role of a spin filter, the palladium layer serves as a protective coating for iron from oxidation. An important condition for the operation of the spin detector of free electrons is the presence of a Schottky barrier at the Fe / GaAs interface. The Schottky magnetic barrier in the structure of a ferromagnet / semiconductor plays the role of a spin filter, passing mainly electrons with a spin direction collinear to the magnetization vector of the layer of the ferromagnet.
Качественное объяснение эффекта «фильтрации» электронов по спину заключается в следующем. Известно, что длина свободного пробега электронов в намагниченном твердом теле при малых кинетических энергиях (Е<50 эВ) зависит от взаимной ориентации спина ("спин-вверх" и "спин-вниз") и магнитного момента слоя. Если направление спина электрона (спин-вниз), движущегося в пленке, и вектора намагниченности слоя противоположны, то рассеяние электронов (на электронах) сильнее, чем при совпадении направления вектора намагниченности и спина электрона (спин-вверх), что и определяет разность в длинах свободного пробега электронов с противоположным спином. Различие в рассеянии электронов со спинами вверх и вниз обусловлено строением зонной структуры намагниченного ферромагнетика вблизи уровня Ферми. Сильное рассеяние приводит к большей потере энергии. Следовательно, при фиксированной толщине ферромагнитного слоя средняя энергия электронов со спином вверх оказывается выше, чем у электронов со спином вниз. В результате, через барьер на границе ферромагнетик/полупроводник проходят преимущественно электроны со спином вверх. Изменение намагниченности пленки или направления спина инжектируемых электронов приводит к изменению тока через барьер. Измеряемая разница в токе электронов со спином вверх и вниз пропорциональна поляризации пучка электронов. Таким образом, измеряя разницу в токе инжектируемых электронов при противоположных направлениях намагниченности пленки (или спина), можно измерить спиновую поляризацию электронного пучка. Изменение намагниченности пленки осуществляется внешним магнитным полем, создаваемым электромагнитом.A qualitative explanation of the “filtering” effect of electrons by spin is as follows. It is known that the mean free path of electrons in a magnetized solid at low kinetic energies (E <50 eV) depends on the mutual orientation of the spin (spin-up and spin-down) and the magnetic moment of the layer. If the direction of the spin of an electron (spin-down) moving in the film and the magnetization vector of the layer are opposite, then the scattering of electrons (by electrons) is stronger than when the directions of the magnetization vector and the spin of the electron (spin-up) coincide, which determines the difference in lengths the mean free path of electrons with the opposite spin. The difference in the scattering of electrons with up and down spins is due to the structure of the band structure of a magnetized ferromagnet near the Fermi level. Strong scattering leads to greater energy loss. Therefore, with a fixed thickness of the ferromagnetic layer, the average energy of electrons with spin up is higher than that of electrons with spin down. As a result, mainly electrons with upward spin pass through the barrier at the ferromagnet / semiconductor interface. A change in the magnetization of the film or the direction of the spin of the injected electrons leads to a change in the current through the barrier. The measured difference in the electron current with spin up and down is proportional to the polarization of the electron beam. Thus, by measuring the difference in the current of injected electrons with opposite directions of the magnetization of the film (or spin), it is possible to measure the spin polarization of the electron beam. The change in the magnetization of the film is carried out by an external magnetic field created by an electromagnet.
Основную сложность при изготовлении структуры ферромагнетик-полупроводник представляет создание границы раздела ферромагнетик/ GaAs(001) с низкой плотностью дефектов и поверхностных состояний, поскольку для спин-детектора свободных электронов необходим магнитный барьер Шоттки сравнительно большой площади (0.5 см2) с малыми токами утечки (10-7 А/см2).The main difficulty in the manufacture of the structure ferromagnetic semiconductor is creating boundaries ferromagnet / GaAs section (001) with a low defect density and surface states, since the spin detector of the free electrons needed magnetic barrier Schottky relatively large area (0.5 cm 2) with low leakage currents ( 10 -7 A / cm 2 ).
Основным недостатком данного типа спин-детектора является отсутствие возможности проведения измерений спиновой поляризации с пространственным разрешением. Низкая эффективность измерения спиновой поляризации. Невозможность измерения трех компонент спина в одной структуре.The main disadvantage of this type of spin detector is the inability to measure spin polarization with spatial resolution. Low efficiency of spin polarization measurement. The impossibility of measuring the three components of the spin in one structure.
Известен спин-детектор свободных электронов Li, X. Optical detection of spin-filter effect for electron spin polarimetry / Tereshchenko, O.E. Majee, S. Lampel, G. Lassailly, Y. Paget, D. Peretti, J. Appl. Phys. Lett. 105, 052402 (2014), который принят за прототип. Указанный спин-детектор свободных электронов на основе полупроводниковых гетероструктур выполнен на подложке и состоит из эпитаксиальной гетероструктуры GaAs/InGaAs/GaAs с квантовой ямой /InGaAs/ вблизи поверхности GaAs, на которую нанесен тонкий слой железа (4 нм) и тонкий слой палладия (4 нм). Слой железа играет роль спин-фильтра, слой палладия служит защитным покрытием для слоя железа от окисления. В указанном спин-детекторе свободных электронов на основе полупроводниковой гетероструктуры, электроны, прошедшие ферромагнитную пленку и границу раздела Fe/GaAs, попадают в квантовую яму InGaAs, расположенную вблизи границы раздела, и рекомбинируют в квантовой яме с дырками с излучением фотонов, которые детектируются фотоумножителем. Таким образом, данный спин-детектор позволяет измерять среднюю спиновую поляризацию электронного пучка оптическим методом катодолюминесценции в режиме регистрации одиночных фотонов. Метод заключается в измерении разности интенсивностей катодолюминесценции от инжектированных электронов со спином вверх и спином вниз при изменении направления намагниченности пленки и/или поляризации электронного пучка. Поскольку легкая ось намагниченности железа лежит в плоскости поверхности, то фильтрация происходит только для электронов с поляризацией, лежащей в плоскости гетероструктуры.Known spin detector of free electrons Li, X. Optical detection of spin-filter effect for electron spin polarimetry / Tereshchenko, O.E. Majee, S. Lampel, G. Lassailly, Y. Paget, D. Peretti, J. Appl. Phys. Lett. 105, 052402 (2014), which is adopted as a prototype. The indicated free electron spin detector based on semiconductor heterostructures is made on a substrate and consists of a GaAs / InGaAs / GaAs epitaxial heterostructure with a quantum well / InGaAs / near the GaAs surface onto which a thin layer of iron (4 nm) and a thin layer of palladium (4 nm) are deposited ) The iron layer plays the role of a spin filter, the palladium layer serves as a protective coating for the iron layer from oxidation. In the indicated spin-detector of free electrons based on a semiconductor heterostructure, the electrons passing through the ferromagnetic film and the Fe / GaAs interface fall into the InGaAs quantum well located near the interface and recombine in the quantum well with holes with the emission of photons that are detected by the photomultiplier. Thus, this spin detector allows one to measure the average spin polarization of an electron beam by the optical cathodoluminescence method in the detection mode of single photons. The method consists in measuring the difference in cathodoluminescence intensities from injected electrons with spin up and spin down when the direction of the magnetization of the film and / or polarization of the electron beam changes. Since the easy axis of magnetization of iron lies in the plane of the surface, filtering occurs only for electrons with polarization lying in the plane of the heterostructure.
Недостатком указанного технического решения является отсутствие возможности измерения поляризации электронов с пространственным разрешением, а также возможности измерения трех компонент спина в одной структуре (приборе), а также низкая эффективность измерения спиновой поляризации.The disadvantage of this technical solution is the lack of the ability to measure the polarization of electrons with spatial resolution, as well as the ability to measure three components of the spin in one structure (device), as well as the low measurement efficiency of spin polarization.
Техническим результатом изобретения является:The technical result of the invention is:
- возможность проведения измерения спиновой поляризации с пространственным разрешением, что позволяет увеличить эффективность измерения спиновой поляризации порядка 104 раз по сравнению с одноканальными спин-детекторами.- the ability to measure spin polarization with spatial resolution, which allows to increase the efficiency of measuring spin polarization about 10 4 times in comparison with single-channel spin detectors.
- возможность измерения трех компонент спина в одной структуре,- the ability to measure three components of the spin in one structure,
- повышение стабильности гетероструктуры Pd/Fe/GaAs (001) к деградации электрофизических и оптических свойств, а также возможность прогрева до температуры 200°С и отсутствие реактивации. Возможность прогрева спин-детектора до температуры 200°С важна, поскольку сверхвысоковакуумные системы требуют, как правило, отжигов до 200°С.- increasing the stability of the Pd / Fe / GaAs (001) heterostructure to degradation of electrophysical and optical properties, as well as the possibility of heating to a temperature of 200 ° C and the absence of reactivation. The possibility of heating the spin detector to a temperature of 200 ° C is important, since ultrahigh-vacuum systems usually require annealing to 200 ° C.
Технический результат достигается тем, что в спин-детекторе свободных электронов на основе полупроводниковых гетероструктур, содержащих подложку, на которой последовательно выполнены барьерный слой, первый слой из GaAs или из AlxGa1-xAs с вариацией по составу 0.3<х<0.6, второй слой с квантовыми ямами из InxGa1-xAs с вариацией по составу 0.1<х<0.2 или GaAs, третий слой из GaAs или AlxGa1-xAs с вариацией по составу 0.3<х<0.6, третий слой с квантовыми ямами из InxGa1-xAs с вариацией по составу 0.1<х<0.2, или GaAs, четвертый слой из GaAs или из AlxGa1-xAs с вариацией по составу 0.3<х<0.6, первый слой с квантовыми ямами из InxGa1-xAs с вариацией по составу 0.1<х<0.2 или GaAs, второй слой из GaAs, ферромагнитный слой и защитный слой.The technical result is achieved in that in a spin detector of free electrons based on semiconductor heterostructures containing a substrate on which a barrier layer is sequentially made, the first layer is made of GaAs or Al x Ga 1-x As with a composition variation of 0.3 <x <0.6, the second layer with quantum wells of In x Ga 1-x As with a composition variation of 0.1 <x <0.2 or GaAs, the third layer of GaAs or Al x Ga 1-x As with a composition variation of 0.3 <x <0.6, the third layer with quantum wells of in x Ga 1-x As with the variation of the composition of 0.1 <x <0.2, or GaAs, the fourth layer of GaAs or Al x Ga 1-x As with the variation of the composition of 0.3 <x <0.6, he first quantum well layer of In x Ga 1-x As with the variation of the composition of 0.1 <x <0.2 or GaAs, the second layer of GaAs, the ferromagnetic layer and the protective layer.
В спин-детекторе на подложке из GaAs первый, второй, третий и четвертый слои, выполненные из GaAs, имеют толщину 20÷100 нм.In a spin detector on a GaAs substrate, the first, second, third, and fourth layers made of GaAs have a thickness of 20-100 nm.
В спин-детекторе на стеклянной подложке первый, третий и четвертый слои, выполненные из AlxGa1-xAs с вариацией по составу 0.3<х<0.6, имеют толщину 20÷30 нм.In the spin detector on a glass substrate, the first, third, and fourth layers made of Al x Ga 1-x As with a composition variation of 0.3 <x <0.6 have a thickness of 20–30 nm.
В спин-детекторе на стеклянной подложке второй слой, выполненный из GaAs, имеет толщину 20÷100 нм.In a spin detector on a glass substrate, a second layer made of GaAs has a thickness of 20–100 nm.
В спин-детекторе на подложке из GaAs первый, второй и третий слои с квантовыми ямами, выполненные из InxGa1-xAs с вариацией по составу 0.1<х<0.2, имеют толщину 5÷10 нм.In a spin detector on a GaAs substrate, the first, second, and third layers with quantum wells made of In x Ga 1-x As with a composition variation of 0.1 <x <0.2 have a thickness of 5–10 nm.
В спин-детекторе на стеклянной подложке первый, второй и третий слои с квантовыми ямами, выполненные из GaAs, имеют толщину 2÷5 нм.In a spin detector on a glass substrate, the first, second, and third layers with quantum wells made of GaAs have a thickness of 2–5 nm.
В спин-детекторе на подложке из GaAs барьерный слой, выполненный из Al06Ga04As, имеет толщину 5÷500 нм.In a spin detector on a GaAs substrate, the barrier layer made of Al 06 Ga 04 As has a thickness of 5–500 nm.
В спин-детекторе на стеклянной подложке барьерный слой, выполненный из Al06Ga04As, имеет толщину 30÷500 нм.In a spin detector on a glass substrate, the barrier layer made of Al 06 Ga 04 As has a thickness of 30–500 nm.
В спин-детекторе ферромагнитный слой выполнен из Fe, или Со, или Ni толщиной 1÷10 нм.In the spin detector, the ferromagnetic layer is made of Fe, or Co, or Ni with a thickness of 1 ÷ 10 nm.
В спин-детекторе защитный слой выполнен из благородного металла, например Pd, или Pt, или Аu, толщиной 1÷10 нм.In the spin detector, the protective layer is made of a noble metal, for example, Pd, or Pt, or Au, 1–10 nm thick.
В спин-детекторе подложка выполнена стеклянной или из GaAs, причем подложка из GaAs имеет толщину 350÷500 мкм.In the spin detector, the substrate is made of glass or GaAs, and the GaAs substrate has a thickness of 350 ÷ 500 μm.
Первый, второй, третий и четвертый слои, выполненные из GaAs, имеют толщину 20÷100 нм. Наименьшая толщина этих слоев ограничивается эффектом туннелирования, а наибольшая - длиной спиновой диффузии.The first, second, third and fourth layers made of GaAs have a thickness of 20 ÷ 100 nm. The smallest thickness of these layers is limited by the tunneling effect, and the largest by the length of the spin diffusion.
Первый, третий и четвертый слои, выполненные из AlxGa1-xAs с вариацией по составу 0.3<х<0.6, имеют толщину 20÷30 нм. Вариация состава «х» AlxGa1-xAs в пределах 0.3<х<0.6 и толщины слоев с квантовыми ямами GaAs в диапазоне 2÷5 нм позволяют изменять длину волны люминесценции в пределах 700-800 нм. Диапазон 700-800 нм является удобным для регистрации излучения.The first, third, and fourth layers made of Al x Ga 1-x As with a compositional variation of 0.3 <x <0.6 have a thickness of 20–30 nm. Variations in the composition “x” of Al x Ga 1-x As within 0.3 <x <0.6 and the thickness of the layers with GaAs quantum wells in the range 2–5 nm make it possible to change the luminescence wavelength within 700–800 nm. The range of 700-800 nm is convenient for recording radiation.
Первый, второй и третий слои с квантовыми ямами, выполненные из InxGa1-xAs с вариацией по составу 0.1<х<0.2, имеют толщину 5÷0 нм. Изменение состава и толщины слоев с квантовыми ямами в указанных пределах позволяет варьировать длину волны люминесценции в пределах 950÷1100 нм. Подложка из GaAs является прозрачной для диапазона длин волн 950÷1100 нм.The first, second, and third layers with quantum wells made of In x Ga 1-x As with a composition variation of 0.1 <x <0.2 have a thickness of 5–0 nm. A change in the composition and thickness of the layers with quantum wells within the indicated limits allows us to vary the luminescence wavelength within 950–1100 nm. The GaAs substrate is transparent for the wavelength range of 950 ÷ 1100 nm.
Первый, второй и третий слои с квантовыми ямами, выполненные из GaAs, имеют толщину 2÷5 нм. Вариация толщины слоев с квантовыми ямами из GaAs в диапазоне 2÷5 нм позволяет изменять длину волны люминесценции в пределах 700-800 нм. Количество квантовых ям ограничивается длиной спиновой диффузии электрона, которая составляет около 0.5 мкм.The first, second, and third layers with quantum wells made of GaAs have a thickness of 2–5 nm. The variation in the thickness of the layers with GaAs quantum wells in the range of 2–5 nm makes it possible to change the luminescence wavelength in the range of 700–800 nm. The number of quantum wells is limited by the electron spin diffusion length, which is about 0.5 μm.
Барьерный слой, выполненный из Al06Ga04As, имеет толщину 50÷500 нм для спин-детектора на подложке из GaAs. Толщина барьерного слоя не является критической, может варьироваться в широких пределах и определяется снизу толщиной, при которой отсутствует туннелирование носителей, а сверху - толщиной, при которой не происходит срыв роста пленки из двумерного в трехмерный из-за рассогласования постоянных решеток растущих слоев.The barrier layer made of Al 06 Ga 04 As has a thickness of 50–500 nm for a spin detector on a GaAs substrate. The thickness of the barrier layer is not critical, it can vary over a wide range and is determined below by the thickness at which carrier tunneling is absent, and above by the thickness at which the film does not stall from two-dimensional to three-dimensional due to a mismatch of the constant lattices of the growing layers.
Барьерный слой, выполненный из Al06Ga04As, имеет толщину 300÷500 нм для спин-детектора на стеклянной подложке. Минимальная толщина определяется условием защиты структуры от окисления после роста, наибольшая толщина определяется отсутствием срыва роста пленки из двумерного в трехмерный рост из-за рассогласования постоянных решеток растущих слоев.The barrier layer made of Al 06 Ga 04 As has a thickness of 300 ÷ 500 nm for a spin detector on a glass substrate. The minimum thickness is determined by the condition of protecting the structure from oxidation after growth, the largest thickness is determined by the absence of a stall of the film growth from two-dimensional to three-dimensional growth due to a mismatch of the constant lattices of the growing layers.
Ферромагнитный слой выполнен из Fe, или Со, или Ni толщиной 1÷10 нм. Толщина ферромагнитного слоя задается длиной спиновой диффузии и энергией электронов, прошедших защитный слой.The ferromagnetic layer is made of Fe, or Co, or Ni with a thickness of 1 ÷ 10 nm. The thickness of the ferromagnetic layer is determined by the length of the spin diffusion and the energy of the electrons that have passed through the protective layer.
Защитный слой выполнен из благородного металла, например Pd, или Pt, или Аu, толщиной 1÷10 нм. Минимальная толщина определяется способностью к защите нижележащего ферромагнитного слоя от окисления, верхняя граница задается кинетической энергией налетающих электронов, при которой удобно работать (до 1 кэВ).The protective layer is made of a noble metal, for example Pd, or Pt, or Au, 1 ÷ 10 nm thick. The minimum thickness is determined by the ability to protect the underlying ferromagnetic layer from oxidation, the upper boundary is determined by the kinetic energy of the incident electrons, at which it is convenient to work (up to 1 keV).
Подложка выполнена стеклянной или из GaAs, причем подложка из GaAs имеет толщину 350÷500 мкм. Толщина подложек определяется поставщиком подложек из GaAs для роста гетероструктур методом молекулярно-лучевой эпитаксии. Толщина подложки не является важным параметром в данном приборе. Подложка из GaAs является непрозрачной для люминесценции в диапазоне 700÷800 нм, поэтому исходная структура приваривается на стекле с удалением подложки по технологии изготовления фотокатодов с отрицательным электронным сродством. В качестве стеклянной подложки используется стекло для фотокатодных узлов толщиной около 5 мм. Толщина стеклянной подложки не является важным параметром в данном приборе и определяется механической прочностью.The substrate is made of glass or GaAs, and the GaAs substrate has a thickness of 350 ÷ 500 μm. The thickness of the substrates is determined by the supplier of GaAs substrates for the growth of heterostructures by molecular beam epitaxy. The thickness of the substrate is not an important parameter in this device. The GaAs substrate is opaque for luminescence in the range 700–800 nm; therefore, the initial structure is welded onto the glass with the substrate removed using photocathode manufacturing techniques with negative electron affinity. Glass for photocathode assemblies with a thickness of about 5 mm is used as a glass substrate. The thickness of the glass substrate is not an important parameter in this device and is determined by mechanical strength.
Предлагаемый спин-детектор свободных электронов на основе полупроводниковых гетероструктур позволяет измерить все компоненты спина электрона с пространственным разрешением по сечению электронного пучка. Возможность пространственного измерения поляризации электронов позволяет увеличить эффективность измерения спиновой поляризации порядка 104 раз по сравнению с одноканальными спин-детекторами.The proposed spin detector of free electrons based on semiconductor heterostructures allows you to measure all the components of the electron spin with spatial resolution over the cross section of the electron beam. The possibility of spatial measurement of the polarization of electrons makes it possible to increase the efficiency of measuring spin polarization of the order of 10 4 times in comparison with single-channel spin detectors.
Сущность изобретения поясняется нижеследующим описанием и приведенными фигурами.The invention is illustrated by the following description and the figures.
На фиг. 1 показано схематическое изображение спин-детектора свободных электронов на основе полупроводниковых гетероструктур с пространственным разрешением, позволяющего измерять три компоненты спина: фиг. 1а - для спин-детектора на полупроводниковой подложке и фиг. 1б - для спин-детектора на стеклянной подложке.In FIG. 1 shows a schematic representation of a spin electron detector of free electrons based on semiconductor heterostructures with spatial resolution, which makes it possible to measure three components of the spin: FIG. 1a for a spin detector on a semiconductor substrate and FIG. 1b - for a spin detector on a glass substrate.
На фиг. 2 показано схематическое изображение примера использования спин-детектора свободных электронов на основе полупроводниковых гетероструктур с пространственным разрешением, позволяющим измерить три компоненты спина.In FIG. Figure 2 shows a schematic illustration of an example of using a spin detector of free electrons based on semiconductor heterostructures with spatial resolution, which makes it possible to measure the three components of the spin.
На фиг. 1 показано схематическое изображение спин-детектора свободных электронов на основе полупроводниковых гетероструктур с пространственным разрешением, позволяющего измерять три компоненты спина: фиг. 1а - для спин-детектора на полупроводниковой подложке, гдеIn FIG. 1 shows a schematic representation of a spin electron detector of free electrons based on semiconductor heterostructures with spatial resolution, which makes it possible to measure three components of the spin: FIG. 1a - for a spin detector on a semiconductor substrate, where
1 - защитный слой, выполненный из благородного металла: Pd, или Pt, или Аu, толщиной 1÷10 нм;1 - a protective layer made of a noble metal: Pd, or Pt, or Au, 1 ÷ 10 nm thick;
2 - ферромагнитный слой, выполненный из Fe, или Со, или Ni, толщиной 1÷10 нм;2 - a ferromagnetic layer made of Fe, or Co, or Ni, with a thickness of 1 ÷ 10 nm;
3 - второй слой из GaAs, выполненный толщиной 20÷100 нм;3 - the second layer of GaAs, made with a thickness of 20 ÷ 100 nm;
4 - первый, второй и третий слои с квантовыми ямами, выполненные из InxGa1-xAs с вариацией по составу 0.1<х<0.2, толщиной 5÷10 нм;4 - the first, second and third layers with quantum wells made of In x Ga 1-x As with a composition variation of 0.1 <x <0.2, with a thickness of 5 ÷ 10 nm;
5 - первый, третий и четвертый слои, выполненные из GaAs, толщиной 20÷100 нм;5 - the first, third and fourth layers made of GaAs, a thickness of 20 ÷ 100 nm;
6 - барьерный слой, выполненный из Al0.6Ga0.4As, толщиной 50÷500 нм;6 - a barrier layer made of Al 0.6 Ga 0.4 As, 50–500 nm thick;
7 - подложка полупроводниковая, выполненная из GaAs, толщиной 350÷500 мкм;7 - semiconductor substrate made of GaAs, a thickness of 350 ÷ 500 microns;
Фиг. 1б - для спин-детектора на стеклянной подложке, гдеFIG. 1b - for a spin detector on a glass substrate, where
1 - защитный слой, выполненный из благородного металла: Pd, или Pt, или Аu, толщиной 1÷10 нм;1 - a protective layer made of a noble metal: Pd, or Pt, or Au, 1 ÷ 10 nm thick;
2 - ферромагнитный слой, выполненный из Fe, или Со, или Ni, толщиной 1÷10 нм;2 - a ferromagnetic layer made of Fe, or Co, or Ni, with a thickness of 1 ÷ 10 nm;
3 - второй слой из GaAs, выполненный толщиной 20÷100 нм;3 - the second layer of GaAs, made with a thickness of 20 ÷ 100 nm;
8 - первый, второй и третий слои с квантовыми ямами, выполненные из GaAs, шириной 2÷5 нм;8 - the first, second and third layers with quantum wells made of GaAs, a width of 2 ÷ 5 nm;
9 - первый, третий и четвертый слои, выполненные из AlxGa1-xAs с вариацией по составу 0.3<х<0.6, шириной 20÷30 нм;9 - the first, third and fourth layers made of Al x Ga 1-x As with a composition variation of 0.3 <x <0.6,
10 - барьерный слой, выполненный из Al0.6Ga0.4As, толщиной 300÷500 нм;10 - a barrier layer made of Al 0.6 Ga 0.4 As, 300–500 nm thick;
11 - подложка стеклянная.11 - glass substrate.
В спин-детекторе свободных электронов на основе полупроводниковой гетероструктуры (фиг. 1а) элементы расположены следующим образом.In a free electron spin detector based on a semiconductor heterostructure (Fig. 1a), the elements are arranged as follows.
На полупроводниковой подложке (7) последовательно выполнены барьерный слой Al0.6Ga0.4As (6), первый слой GaAs (5), второй слой с квантовыми ямами InxGa1-xAs с вариацией по составу 0.1<х<0.2 (4), третий слой GaAs (5), третий слой с квантовыми ямами InxGa1-xAs с вариацией по составу 0.1<х<0.2 (4), четвертый слой GaAs (5), первый слой с квантовыми ямами InxGa1-xAs с вариацией по составу 0.1<х<0.2 (4), второй слой GaAs (3), ферромагнитный слой (2) и защитный слой (1).On the semiconductor substrate (7), the Al 0.6 Ga 0.4 As (6) barrier layer, the first GaAs layer (5), the second layer with In x Ga 1-x As quantum wells with a composition variation of 0.1 <x <0.2 (4) are successively made , the third GaAs layer (5), the third layer with In x Ga 1-x As quantum wells with a composition variation of 0.1 <x <0.2 (4), the fourth GaAs layer (5), the first layer with In x Ga 1- quantum wells x As with a compositional variation of 0.1 <x <0.2 (4), the second GaAs layer (3), the ferromagnetic layer (2), and the protective layer (1).
В спин-детекторе свободных электронов на основе полупроводниковых гетероструктур (фиг. 1б) элементы расположены следующим образом.In a free electron spin detector based on semiconductor heterostructures (Fig. 1b), the elements are arranged as follows.
На стеклянной подложке (11) последовательно выполнены барьерный слой из Al0.6Ga0.4As (10), первый слой из AlxGa1-xAs с вариацией по составу 0.3<х<0.6 (9), второй слой с квантовыми ямами GaAs (8), третий слой из AlxGa1-xAs с вариацией по составу 0.3<х<0.6 (9), третий слой с квантовыми ямами из GaAs (8), четвертый слой из AlxGa1-xAs с вариацией по составу 0.3<х<0.6 (9), первый слой с квантовыми ямами из GaAs (8), второй слой из GaAs (3), ферромагнитный слой (2) и защитный слой (1).A barrier layer of Al 0.6 Ga 0.4 As (10), a first layer of Al x Ga 1-x As with a composition variation of 0.3 <x <0.6 (9), a second layer with GaAs quantum wells ( 8), the third layer of Al x Ga 1-x As with a composition variation of 0.3 <x <0.6 (9), the third layer with quantum wells of GaAs (8), the fourth layer of Al x Ga 1-x As with a variation in composition 0.3 <x <0.6 (9), the first layer with GaAs quantum wells (8), the second GaAs layer (3), the ferromagnetic layer (2) and the protective layer (1).
На фиг. 2 показано схематическое изображение примера использования спин-детектора свободных электронов на основе полупроводниковых гетероструктур с пространственным разрешением, позволяющего измерить три компоненты спина, гдеIn FIG. Figure 2 shows a schematic example of the use of a spin electron detector of free electrons based on semiconductor heterostructures with spatial resolution, which makes it possible to measure the three components of the spin, where
12 - источник электронов, служащий для получения измеряемого электронного пучка;12 is an electron source that is used to obtain a measured electron beam;
13 - компоненты измеряемой поляризации электронов относительно спин-детектора;13 - components of the measured polarization of electrons relative to the spin detector;
14 - спин-детектор, изображенный на фиг. 1;14 is a spin detector shown in FIG. one;
15 - катушки электромагнита для намагничивания ферромагнитной пленки;15 - coils of an electromagnet for magnetizing a ferromagnetic film;
16 - рекомбинационное излучение из квантовых ям;16 - recombination radiation from quantum wells;
17 - четвертьволновая пластинка;17 - quarter-wave plate;
18 - линейный поляризатор;18 - linear polarizer;
19 - электронно-оптический преобразователь;19 - electron-optical Converter;
20 - ПЗС-камера.20 - CCD camera.
Рассмотрим принципиальную схему измерения трех компонент спина (13) при инжекции спин-поляризованных электронов (12) в спин-детекторе (14) с пространственным разрешением путем регистрации изображения катодолюминесценции (16) электронно-оптическим преобразователем (19) и прибором с зарядовой связью (ПЗС-камерой) (20).Let us consider the principle scheme for measuring three spin components (13) during the injection of spin-polarized electrons (12) in a spin detector (14) with spatial resolution by recording the cathodoluminescence image (16) with an electron-optical converter (19) and a charge-coupled device (CCD) camera) (20).
Катушки электромагнита (15) используют для намагничивания ферромагнитной пленки спин-детектора (14). Оптические элементы: четвертьволновая пластинка (17) и линейный поляризатор (18), расположенные перед электронно-оптическим преобразователем (19), используют для анализа поляризации люминесценции.Electromagnet coils (15) are used to magnetize a ferromagnetic film of a spin detector (14). Optical elements: a quarter-wave plate (17) and a linear polarizer (18), located in front of the electron-optical converter (19), are used to analyze the luminescence polarization.
Рассмотрим работу спин-детектора свободных электронов на основе полупроводниковых гетероструктур.Let us consider the operation of a spin detector of free electrons based on semiconductor heterostructures.
Конструкция спин-детектора (Фиг. 1) в схеме измерения (Фиг. 2) позволяет измерить все три компоненты поляризации спина электронов с пространственным разрешением.The design of the spin detector (Fig. 1) in the measurement circuit (Fig. 2) allows you to measure all three components of the polarization of the electron spin with spatial resolution.
Для измерения компонент спина, лежащих в плоскости (Sin 1, Sin 2), используется методика, основанная на измерении разности интенсивности катодолюминесценции при изменении намагниченности ферромагнитного слоя (2) электромагнитом. Пара катушек электромагнита (15) устанавливается под углом 90 градусов относительно друг друга для намагничивания ферромагнитного слоя (2) в двух перпендикулярных направлениях с помощью катушек электромагнита (15). Падающие электроны теряют направление импульса и часть энергии в защитном слое (1) и попадают в ферромагитный слой (2). Электроны, прошедшие ферромагнитный слой (2) и границу раздела ферромагнетик / GaAs попадают в квантовые ямы (4, 8), расположенные вблизи границы раздела, где и рекомбинируют с дырками с излучением фотонов (16), которые усиливаются электронно-оптическим преобразователем (19) и регистрируются ПЗС-камерой (20), что позволяет измерять двумерную картину распределения интенсивности катодолюминесценции. В этом случае величина асимметрии поляризации определяется как А=(I+-I-)/(I++I-), где I+и I- - интенсивности катодолюминесценции с противоположной намагниченностью слоя. При измерении компонент Sin 1 и Sin 2 использование оптических элементов (17) и (18) в оптической схеме не требуется.To measure the components of the spin lying in the plane (S in 1 , S in 2 ), we use a technique based on measuring the difference in the cathodoluminescence intensity with a change in the magnetization of the ferromagnetic layer (2) by an electromagnet. A pair of electromagnet coils (15) is installed at an angle of 90 degrees relative to each other to magnetize the ferromagnetic layer (2) in two perpendicular directions using electromagnet coils (15). The incident electrons lose the direction of the pulse and part of the energy in the protective layer (1) and fall into the ferromagnetic layer (2). Electrons passing through the ferromagnetic layer (2) and the ferromagnet / GaAs interface fall into quantum wells (4, 8) located near the interface, where they recombine with holes with photon emission (16), which are amplified by an electron-optical converter (19) and recorded by a CCD camera (20), which allows one to measure a two-dimensional picture of the distribution of cathodoluminescence intensity. In this case, the magnitude of the polarization asymmetry is defined as A = (I + -I - ) / (I + + I - ), where I + and I - are the cathodoluminescence intensities with the opposite magnetization of the layer. When measuring the components S in 1 and S in 2, the use of optical elements (17) and (18) in the optical circuit is not required.
Для измерения третьей компоненты проекции спина электрона на нормаль (Sout) измеряется разность интенсивностей циркулярно-поляризованного излучения катодолюминесценции σ+ и σ- с использованием оптических элементов (17) и (18) для анализа поляризации люминесценции. В этом случае величина асимметрии поляризации определяется как А=(Iσ+-Iσ -)/(Iσ++Iσ -), где Iσ+ и Iσ - - интенсивности катодолюминесценции с правой и левой циркулярной поляризацией. Все три проекции поляризации измеряются с пространственным разрешением путем регистрации картины излучения с помощью электронно-оптического преобразователя (19) и ПЗС-камеры (20).To measure the third component of the projection of the electron spin onto the normal (S out ), the difference between the intensities of circularly polarized cathodoluminescence radiation σ + and σ - is measured using optical elements (17) and (18) to analyze the luminescence polarization. In this case, the magnitude of the polarization asymmetry is defined as A = (Iσ + -Iσ - ) / (Iσ ++ Iσ - ), where Iσ + and Iσ - are the cathodoluminescence intensities with right and left circular polarization. All three polarization projections are measured with spatial resolution by recording the radiation pattern using an electron-optical converter (19) and a CCD camera (20).
Важной характеристикой спин-детектора является пространственное разрешение. Максимальное пространственное разрешение, которое можно достичь в полупроводниковом спин-детекторе, определяется длиной диффузии заряда и спина в гетероструктурах. Длина диффузии заряда в структурах на основе p-GaAs составляет 3-5 мкм, длина спиновой диффузии - около 0.5 мкм. Это в 2-3 раза меньше размера ячейки микроканальной пластины (МКП), используемой для регистрации электронов в методе фотоэмиссии с угловым разрешением. Отсюда также видно, что пространственное разрешение будет определяться разрешением электронно-оптического преобразователя (ЭОП) и/или размером пикселя прибора с зарядовой связью (ПЗС). Разрешение современных ЭОП составляет 50 штрихов на миллиметр, что на площади 3 см2 (рабочая область ЭОП) дает 7.5×105 дискретных точек (пикселов). Аналогичное число пикселов дает ПЗС-камера такой же площади с размером пиксела около 20 мкм. Таким образом, если сравнить с одноканальным детектором Мотта, использование предлагаемого типа спин-детектора приводит к увеличению эффективности детектирования как минимум в 104 раз.An important characteristic of a spin detector is spatial resolution. The maximum spatial resolution that can be achieved in a semiconductor spin detector is determined by the length of the diffusion of charge and spin in heterostructures. The length of charge diffusion in structures based on p-GaAs is 3-5 μm, and the length of spin diffusion is about 0.5 μm. This is 2-3 times smaller than the cell size of the microchannel plate (MCP) used to record electrons in the angular resolution photoemission method. It also shows that the spatial resolution will be determined by the resolution of the electron-optical converter (EOC) and / or the pixel size of the charge-coupled device (CCD). The resolution of modern image intensifiers is 50 lines per millimeter, which in the area of 3 cm 2 (the working area of the image intensifier) gives 7.5 × 10 5 discrete points (pixels). A similar number of pixels gives a CCD camera of the same area with a pixel size of about 20 microns. Thus, when compared with the Mott single-channel detector, the use of the proposed type of spin detector leads to an increase in the detection efficiency by at least 10 4 times.
Калибровка спин-детектора осуществляется следующим образом. На спин-детектор направляется пучок электронов с известным распределением компонент поляризации по сечению пучка. Для калибровки нормальной компоненты поляризации измеряется зависимость асимметрии поляризации катодолюминесценции А=(Iσ+-Iσ -)/(Iσ++Iσ -) от энергии налетающих электронов, где Iσ+ и Iσ - - интенсивности катодолюминесценции с правой и левой циркулярной поляризацией. После чего находится так называемая функция Шермана S=A/P0, где Р0 - известная поляризация электронного пучка. Далее находится максимальная величина S при определенной энергии. Данная энергия электронного пучка является оптимальной для работы спин-детектора. Для измерения поляризации нормальной компоненты нужно измеренную асимметрию поделить на S: P=A/S.Calibration of the spin detector is as follows. An electron beam with a known distribution of polarization components over the beam cross section is directed to the spin detector. To calibrate the normal polarization component, the dependence of the cathodoluminescence polarization asymmetry A = (Iσ + -Iσ - ) / (Iσ ++ Iσ - ) on the incident electron energy is measured, where Iσ + and Iσ - are the cathodoluminescence intensities with right and left circular polarization. After that, the so-called Sherman function S = A / P 0 is found , where P 0 is the known polarization of the electron beam. Next is the maximum value of S at a certain energy. This electron beam energy is optimal for the operation of a spin detector. To measure the polarization of the normal component, the measured asymmetry should be divided by S: P = A / S.
Для калибровки компонент, лежащих в плоскости детектора, измеряется величина асимметрии поляризации А=(I+-I-)/(I++I-) от энергии налетающих электронов при намагниченности ферромагнитного слоя (2) в двух перпендикулярных направлениях с помощью электромагнитных катушек (15), где I+и I- - интенсивности катодолюминесценции с противоположной намагниченностью слоя. После чего находится функция Шермана S=A/P0, где Р0 - известная поляризация электронного пучка. Далее находится максимальная величина S при определенной энергии. Данная энергия электронного пучка является оптимальной для измерения поляризации в плоскости спин-детектора. Для измерения спиновой поляризации компонент в плоскости детектора нужно измеренную асимметрию поделить на S:P=A/S.To calibrate the components lying in the plane of the detector, the polarization asymmetry A = (I + -I - ) / (I + + I - ) is measured from the energy of the incident electrons when the ferromagnetic layer is magnetized (2) in two perpendicular directions using electromagnetic coils ( 15), where I + and I - are the cathodoluminescence intensities with the opposite magnetization of the layer. After that, the Sherman function S = A / P 0 is found , where P 0 is the known polarization of the electron beam. Next is the maximum value of S at a certain energy. This energy of the electron beam is optimal for measuring polarization in the plane of the spin detector. To measure the spin polarization of the components in the plane of the detector, the measured asymmetry should be divided by S: P = A / S.
Claims (13)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016110896A RU2625538C1 (en) | 2016-03-24 | 2016-03-24 | Spin detector of free electrons on basis of semiconductor heterostructures |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016110896A RU2625538C1 (en) | 2016-03-24 | 2016-03-24 | Spin detector of free electrons on basis of semiconductor heterostructures |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2625538C1 true RU2625538C1 (en) | 2017-07-14 |
Family
ID=59495547
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016110896A RU2625538C1 (en) | 2016-03-24 | 2016-03-24 | Spin detector of free electrons on basis of semiconductor heterostructures |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2625538C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2746849C1 (en) * | 2020-08-27 | 2021-04-21 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского" | Method of manufacturing a magneto-resistive spin led (options) |
| RU2776236C1 (en) * | 2021-04-15 | 2022-07-14 | Владимир Викторович Казаков | Spin valve with closed coaxial or parallel layers (variants) and method for manufacture thereof |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08248141A (en) * | 1995-03-15 | 1996-09-27 | Hitachi Ltd | Spin detector |
| US20140175286A1 (en) * | 2012-12-21 | 2014-06-26 | Jarrod Vaillancourt | High Operating Temperature Quantum Dot Infrared Detector |
| JP2014146734A (en) * | 2013-01-30 | 2014-08-14 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Spin detector and spin detection method |
-
2016
- 2016-03-24 RU RU2016110896A patent/RU2625538C1/en active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08248141A (en) * | 1995-03-15 | 1996-09-27 | Hitachi Ltd | Spin detector |
| US20140175286A1 (en) * | 2012-12-21 | 2014-06-26 | Jarrod Vaillancourt | High Operating Temperature Quantum Dot Infrared Detector |
| JP2014146734A (en) * | 2013-01-30 | 2014-08-14 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Spin detector and spin detection method |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| О.Е. Терещенко, А.Г. Паулиш, М.А. Неклюдова, Т.С. Шамирзаев и др. Формирование границ раздела структуры Pd/Fe/GaAs/InGaAs для оптической регистрации спина свободных электронов. Письма в ЖТФ, том 38, вып. 1, 2012. О.Е. Терещенко. Атомные реконструкции и электронные свойства поверхностей полупроводников А3В5 с адсорбатами. Авто диссертации на соикание ученой степени доктора физико-математических наук, Новосибирск, 2013. * |
| О.Е. Терещенко, А.Г. Паулиш, М.А. Неклюдова, Т.С. Шамирзаев и др. Формирование границ раздела структуры Pd/Fe/GaAs/InGaAs для оптической регистрации спина свободных электронов. Письма в ЖТФ, том 38, вып. 1, 2012. О.Е. Терещенко. Атомные реконструкции и электронные свойства поверхностей полупроводников А3В5 с адсорбатами. Автореферат диссертации на соикание ученой степени доктора физико-математических наук, Новосибирск, 2013. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2746849C1 (en) * | 2020-08-27 | 2021-04-21 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского" | Method of manufacturing a magneto-resistive spin led (options) |
| RU2776236C1 (en) * | 2021-04-15 | 2022-07-14 | Владимир Викторович Казаков | Spin valve with closed coaxial or parallel layers (variants) and method for manufacture thereof |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Hou et al. | Ubiquitous superconducting diode effect in superconductor thin films | |
| Manago et al. | Spin-polarized light-emitting diode using metal/insulator/semiconductor structures | |
| US10852370B2 (en) | Direct electrical detection of current-induced spin polarization due to spin-momentum locking in topological insulators | |
| Fang et al. | Electrical spin injection from an organic-based ferrimagnet in a hybrid organic-inorganic heterostructure | |
| Golod et al. | High bias anomaly in YBa 2 Cu 3 O 7− x/LaMnO 3+ δ/YBa 2 Cu 3 O 7− x superconductor/ferromagnetic insulator/superconductor junctions: Evidence for a long-range superconducting proximity effect through the conduction band of a ferromagnetic insulator | |
| US20150001601A1 (en) | Spin injection electrode structure and spin transport element having the same | |
| US9110124B2 (en) | Magnetic sensor and magnetic detection apparatus | |
| Park et al. | Efficient spin transfer phenomena in Fe/MgO/GaAs structure | |
| RU2625538C1 (en) | Spin detector of free electrons on basis of semiconductor heterostructures | |
| Yu et al. | Observation of current-induced spin polarization in the topological insulator Bi 2 Te 3 via circularly polarized photoconductive differential current | |
| Li et al. | Optical detection of spin-filter effect for electron spin polarimetry | |
| Roca et al. | A lateral-type spin-photodiode based on Fe/x-AlOx/p-InGaAs junctions with a refracting-facet side window | |
| Schuster et al. | Optoelectronic properties of p-diamond/n-GaN nanowire heterojunctions | |
| Zube et al. | Spin injection in epitaxial MnGa (111)/GaN (0001) heterostructures | |
| Andresen et al. | Role of electron tunneling in spin filtering at ferromagnet/semiconductor interfaces | |
| Cadiz et al. | Electrical detection of light helicity using a quantum-dot-based hybrid device at zero magnetic field | |
| Manago et al. | Transport properties of ferromagnet/insulator/semiconductor tunnel junctions | |
| JP5273810B2 (en) | Tunnel magnetoresistive element and spin transistor | |
| Roca et al. | Progress in the room temperature operation of GaAs-based lateral-type spin-PD in near-infrared wavelength region | |
| Borukhovich et al. | Europium monoxide for spintronics | |
| Tereshchenko et al. | Forming interface in Pd/Fe/GaAs/InGaAs structure for optical detector of free-electron spin | |
| JP3483627B2 (en) | Photoelectric conversion element | |
| Volkov et al. | Giant magnetoresistance in Fe/SiO2/p-Si hybrid structure under non-equilibrium conditions | |
| Litvinenko et al. | Spin dynamics in narrow-gap semiconductor epitaxial layers | |
| Dorokhin et al. | Spin injection of electrons in GaMnAs/GaAs/InGaAs light-emitting diode structures with a tunnel junction |