Spinový Hallův jev je relativistický efekt založený na spin-orbitální interakci, který může být využit k elektrické generaci či detekci spinových proudů v nemagnetických systémech. V článku publikovaném v časopise Physical Review Letters jsem představili experimentální a teoretickou práci v tomto oboru, která vznikla v rámci naší dlouhodobé spolupráce s laboratořemi v Nottinghamu, Cambridge a Texasu. V práci se podařilo skloubit elektrickou injekci spinů do nemagnetického polovodiče s elektrickou detekci pomocí inverzního spinového Hallova jevu v mikrosoučástkách na bázi heterostruktury Fe/GaAs. V naší mikrosoučástce je elektrická injekce a detekce spinů elektronů navíc kombinována s elektrickým ovládaním driftu elektronových spinů, čímž je elektricky ovládána velikost měřeného spinového signálu. Součástka tak reprezentuje novou experimentální realizaci elektrického spinového transistoru/modulátoru. V pozvaném přehledovém článku publikovaném ve zvláštním vydání o Spintronice časopisu Nature Materials jsme zmínili tento nový výsledek spolu řadou dalších prací naší skupiny a skupin z celého světa, které během deseti let od objevu spinového Hallova jevu pomohly objasnit jeho fyzikální podstatu a využití v experimentálních mikroelektronických součástkách.
(a) Polovodičová součástka na detekci inverzního spinového Hallova jevu s elektrickou modulací spinového signálu. Schematický obrázek ukazuje experimentální uspořádání (b) Měřené signály nelokálního spinového ventilu (VNL) a (c) inverzního spinového Hallova jevu (VH) v podélném magnetickém poli Bx. Měření byla prováděna při spinovém injektujícím proudu IB = 300 μA a pro tři různé driftové proudy ID označené v panelu (a). (d),(e) Opovídající teoretické výpočty měřených spinových signálů.
1Institute of Physics ASCR, v.v.i., Cukrovarnická 10, 162 53 Praha 6, Czech Republic,
2School of Physics and Astronomy, University of Nottingham, Nottingham NG7 2RD, UK,
3Hitachi Cambridge Laboratory, Cambridge CB3 0HE, UK.
4Microelectronics Research Centre, Cavendish Laboratory, University of Cambridge, Cambridge CB3 0HE, United Kingdom.
5Department of Physics, Texas A&M University, College Station, Texas 77843-4242, USA.
Copyright © 2008-2014, Fyzikální ústav AV ČR, v. v. i.
