自旋半导体纳米热电材料器件的高自旋极化电流

邹茜璐，陈盈霜，骆思宇，王海露，于海林，冯金福，刘玉申

（常熟理工学院物理与电子工程学院，江苏常熟215500）

自旋半导体纳米热电材料器件的高自旋极化电流

邹茜璐，陈盈霜，骆思宇，王海露，于海林，冯金福，刘玉申

（常熟理工学院物理与电子工程学院，江苏常熟215500）

借助第一性原理设计了一种可以产生高自旋极化电流的自旋热电装置.该装置是由有源极（B掺杂后的石墨烯纳米带）、漏极（石墨烯纳米带）以及中间区域（碳原子链）构成.对比未掺杂情况，自旋向上的电流在高温区域可以提高100倍，同时自旋极化率可增强至接近1.而且自旋流在高温区域可以大于电荷流，其主要原因归结于掺杂后该装置表现为自旋半导体性质.

低维热电材料；自旋半导体性质；高自旋极化电流

1　引言

随着电子器件的尺寸缩至纳米维度时，散热问题已经成为器件物理领域中亟待解决的关键问题之一.为了提高器件的性能并保持稳定性，同时也为了节能，应尽量降低废热的产生或对其加以利用.其中自旋电子学（Spintronics，也称磁电子学）.是利用电子的自旋和磁矩，使固体器件中除电荷输运外，还加入电子的自旋和磁矩.这样当电子在固体器件传输时，在某些材料中利用外加手段，我们可以获取高自旋极化率的电流，同时也降低了器件的电阻值，这样可设计较低能耗的自旋电子器件［1］；相比于基于电荷的电子器件，自旋电子器件也拥有较高的数据处理速度和更高的集……