Spin transport study in a Rashba spin-orbit coupling system.
Spin transport study in a Rashba spin-orbit coupling system.
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Rashba 自旋轨道耦合系统中的自旋输运研究
DOI：
10.1038/srep04030
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发表时间：
2014-02-07
影响因子：
4.6
通讯作者：
Shen B
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Mei F;Zhang S;Tang N;Duan J;Xu F;Chen Y;Ge W;Shen B
自旋输运是自旋电子学中最重要的课题之一。本文采用螺旋度相关光电流测量方法研究了室温下AlxGa 1-xN/GaN异质结中二维电子气的自旋输运性质。自旋相关的光电流被检测下的正入射的圆偏振激光与高斯分布。一方面，激光激发的自旋极化电子产生扩散的自旋极化电流，由于反常的圆光电流效应，导致涡旋电荷电流。另一方面，光生自旋极化电子在纵向电场的驱动下，通过反常霍尔效应产生横向电流。这两种效应都源于Rashba自旋轨道耦合。通过分析自旋相关光电流随激光位置的变化，区分了这两种效应的贡献，得到了室温下自旋扩散系数与光致反常自旋霍尔迁移率之比Ds/μs= 0.08 V.
One of the most important topics in spintronics is spin transport. In this work, spin transport properties of two-dimensional electron gas in AlxGa1-xN/GaN heterostructure were studied by helicity-dependent photocurrent measurements at room temperature. Spin-related photocurrent was detected under normal incidence of a circularly polarized laser with a Gaussian distribution. On one hand, spin polarized electrons excited by the laser generate a diffusive spin polarization current, which leads to a vortex charge current as a result of anomalous circular photogalvanic effect. On the other hand, photo-induced spin polarized electrons driven by a longitudinal electric field give rise to a transverse current via anomalous Hall Effect. Both of these effects originated from the Rashba spin-orbit coupling. By analyzing spin-related photocurrent varied with laser position, the contributions of the two effects were differentiated and the ratio of the spin diffusion coefficient to photo-induced anomalous spin Hall mobility Ds/μs= 0.08 V was extracted at room temperature.
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