张向华,刘帅杰,田 莉,张 枭,陈凯杰

(湖南工程学院 电气与信息工程学院,湖南 湘潭 411104)

如今,“自旋电子学”成为了一个热门的前沿科技领域,自旋电子学研究有望带来性能更好、能耗更低的新一代电子器件。人们已经对自旋电子管[1]、自旋滤波器[2-3]、自旋场效应晶体管[4-5]、自旋二极管[6-7]等自旋电子器件进行了不同程度的理论和实验探索。自旋过滤器可以在电子输运过程中允许某一种自旋方向的电子通过,同时阻止另外一种自旋方向的电子通过,从而获取自旋极化电流[8]。高效的自旋过滤器可作为极化电源使用,提供自旋电子注入,并有助于进一步设计和制作高性能的自旋电子器件。石墨烯因高电子迁移率、长自旋寿命、门电压可调性,被认为是制作下一代自旋纳米电子器件的理想材料[9-10]。

目前,可以通过外加横向电场或磁场、外加化学官能团修饰、选择合适的电极材料等方法实现石墨烯基分子器件的自旋过滤。如Son 等[11]提出在锯齿型石墨烯纳米带中外加横向电场可以实现自旋过滤。Kan等[12]通过在锯齿型石墨烯纳米带边缘分别添加化学官能团NH2、NO2和CH3的方法实现了自旋过滤。Zeng等[13]通过改变电极的磁场方向和门电压调控实现了锯齿型石墨烯纳米带的自旋过滤。Zhang 等[14]提出以金为电极,在三角形石墨烯片的两端对称连接等长度的碳原子链,可以实现自旋过滤。Deng 等[15]通过在锯齿形石墨烯纳米带中掺杂铁实现了自旋过滤。Kang等[16]发现在锯齿形石墨烯纳米带中引入缺陷,形成两个五碳环可以产生自旋极化,并且自旋极化电流可由外加磁场控制。……