بررسی زمان تونل زنی اسپینی در ساختارهای چند لایه ای gamnas / gaas و فلز غیرمغناطیسی / eus
چکیده
در سالهای اخیر با پیشرفت در کوچک سازی قطعات نیمرسانای تونلی، جنبه زمانی فرایند تونل زنی مورد توجه زیادی قرار گرفته است. علاوه بر اهمیت ذاتی کوانتوم مکانیکی مسئله، زمان تونل زنی از نظر فهم دینامیک تونل زنی در قطعات با سرعت بالا نیز از اهمیت بسزایی برخوردار است، زیرا زمان تونل زنی پارامتر کلیدی در تعیین راندمان قطعات الکترونیکی می باشد. با توسعه شاخه جدید اسپینترونیک، زمان تونل زنی حاملان بار با جهت های اسپینی متفاوت مورد توجه قرار گرفته است. علیرغم اهمیت ساختارهای چند لایه ای gamnas / gaas و eus / metal ، تا آنجایی که ما واکاوی کرده ایم، تاکنون زمان تونل زنی اسپینی در آنها مورد بررسی قرار نگرفته است. با توجه به اینکه gamnas وeus از مواد نیمرسانای فرومغناطیس می باشند که بطور همزمان خواص نیمرسانایی و مغناطیسی را دارا می باشند و با استفاده از آنها در ساختارهای چند لایه ای می توان باریکه اسپین قطبیده را در غیاب میدان مغناطیسی ایجاد نمود، از اهمیت خاصی بمنظور بکارگیری در قطعات اسپینترونیکی برخوردار می باشند. در این تحقیق زمان تونل زنی اسپینی را به روش سرعت گروه، در ساختارهای چند لایه ای، فلز غیرمغناطیسی eus / و gamnas / gaas مورد بررسی قرار داده ایم. نتایج بدست آمده نشان می دهد که زمان تونل زنی اسپینی، به میزان قابل توجهی به پارامترهایی نظیر انرژی حامل های فرودی، ضخامت لایه های مغناطیسی و غیر مغناطیسی، جهت گیری حامل ها و بایاس اعمالی، وابسته است. در ساختارهای سد دوگانه، در بعضی از انرژی ها و ضخامت ها، تونل زنی تشدیدی رخ می دهد که در آن مقادیر، زمان تونل زنی اسپینی به میزان قابل توجهی افت می کند و احتمال عبور دارای بیشترین مقدار است. بایاس اعمالی، قله های احتمال عبور و دره های زمان تونل زنی را به سمت انرژی ها و ضخامت های کمتر، جابجا می کند. همچنین تغییر جهت مغناطیس شدگی در لایه های مغناطیسی، به میزان قابل ملاحظه ای بر زمان تونل زنی حامل ها اثر می گذارد که برای حامل های با اسپین بالا و حامل های با اسپین پایین، این تاثیر، متفاوت است.