Устройство на основе гибридной структуры Fe/SiO2/p-Si с гигантским магниторезистивным эффектом, индуцированным оптическим излучением
Спин-зависимый электронный транспорт в магнитных наноструктурах с полупроводниковыми и диэлектрическими слоями. Изготовлено планарное устройство на основе гибридной структуры Fe/SiO2/p-Si, обладающее гигантским (до 105 %) магниторезистивным (MR) эффектом в условиях воздействия оптического излучения. MR эффект отличает сильная зависимость от величины и знака тока смещения через устройство и от полярности магнитного поля. Механизм MR связан с существованием локализованных поверхностных состояний вблизи интерфейса SiO2/p-Si, которые участвуют в формировании фототока устройства. Действие магнитного поля, усиленное обменным взаимодействием поверхностных центров с ферромагнитным электродом, приводит к перестройке энергетической структуры центров. Зависимость MR эффекта от полярности магнитного поля обусловлена либо зарядовыми, либо спиновыми степенями свободы: 1) изменение траекторий носителей заряда в поле за счет силы Лоренца; 2) расщепление спинового
состояния электронов при движении в градиенте потенциала (эффект Рашбы). Важный результат проведенных исследований, заключается в том, что MR эффект реализуется исключительно в подсистеме неосновных носителей заряда, переведенных в неравновесное состояние оптическим излучением. Создание магниточувствительных устройств, работающих на таком принципе, может стать основой новой концепции в полупроводниковой спинтронике.
Рис. 1. Зависимость магнитоезистивного эффекта от величины и знака тока смещения.
- N. V. Volkov, A. S. Tarasov, E. V. Eremin, F. A. Baron, S. N. Varnakov, and S. G. Ovchinnikov. Extremely large magnetoresistance induced by optical irradiation in the Fe/SiO2/p-Si hybrid structure with Schottky barrier // J.Appl. Phys. v.114, 093903(8pp) (2013).
Руководитель – д.ф.-м.н. Н. В. Волков
Лаборатория Радиоспектроскопии и спиновой электроники