非晶Ge基磁性半导体的磁性和电输运研究

1．1自旋电子学自旋电子学(spintrt)nits)又被称为磁电子学，是一门新兴的学科和技术。1897年．汤姆逊通过实验发现电子。从此以后，人们知道电子具有电荷属性，每一个电子都携带一定的电量，即基本电荷(e=1．602 18x10c)。1925年，乌伦贝克与古兹米特根据施特恩一盖拉斯实验结果以及碱金属双线实验和反常塞曼效应实验。提出了电子自旋的概念，并且指出电子具有固有的自旋角动量S．它在：方向有两个分量。自此人们认识到电子除了具有电荷属性外，同时还具有自旋属性。虽然电子的电荷属性和自旋属性很早就被人们熟知，但是一直以来，电子的电荷属性和自旋属性是被独立应用的。例如，在传统微电子工业中，半导体器件主要利用电子的电荷属性进行信息的处理与传输；在传统磁记录器件中，主要利用磁性材料中电子的自旋属性实现信息的记录与存储。随着科技的发展．电子元器件的集成度越来越高，导致传统微电子学技术在逐步快速地接近量子相干效应的极限，量子效应对电子设备元器件的设计是极大的挑战。当人们试图突破尺寸效应瓶颈，找到新制备技术、新材料、新构形设计的时候，很自然地就想到是否可以同时利用电子的电荷和自旋两个自由度，即将逻辑与记忆整合在一个元器件或一个芯片上，以便同时进行大规模的信息处理和信息存储。从而进一步提高电子设备的性能，如提高处理速度、降低功耗、提高集成容量以及具有非挥发性的储存方式等，在此背景下，自旋电子学应运而生。电子电荷和自旋属性共存的自旋电子学示意图如图1所示。过去的几十年中，自旋电子学一直是凝聚态物理、信息科学以及新材料科学等研究领域中的热点方向。巨磁电阻效应、庞磁电阻效应、隧穿磁电阻效......