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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 专业学科区 » 物理 » 交叉学科 » 自旋电子学，金属跟半导体区别
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田山东

捐助贵宾 (著名写手)

[交流] 自旋电子学，金属跟半导体区别

想问几个问题，巨磁阻、自旋阀都是基于铁磁性金属制造的，是自旋电子学的开始，后来出现半导体自旋电子学，请问二者优势劣势如何？
看网上有人说，因为金属不适合构建放大器件，而且跟传统电子器件集成不好，怎么理解呢？
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1楼 2013-01-30 22:15:13
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回帖支持 ( 显示支持度最高的前 50 名 )

zvs1988

铁杆木虫 (著名写手)
★ ★ ★ ★
田山东(金币+1): 谢谢参与
华丽的飘过: 金币+3, 3q 2013-04-26 03:50:10
一般的磁性金属散射长度都在200nm左右个人觉得这个不是短与长度问题  不论是BiFeO3还是铁磁金属所追求的都是GMR和spin pole rate 不过磁半导体的开发难度不比ferromagnetic metal 容易 虽然现在很热 不过4点几禁带宽度 极高的薄膜质量压力很大  不知道谁会在这上有所突破
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5楼2013-01-31 10:55:47
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userhung

禁虫 (文学泰斗)
★
田山东(金币+1): 谢谢参与
夕阳西下: 半导体靠空穴导电？不完全正确。 2013-02-18 09:50:48
金属靠自由电子导电，半导体靠空穴导电
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6楼2013-02-01 18:41:27
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普通回帖

田山东

捐助贵宾 (著名写手)
是不是金属的自旋散射长度比半导体短？比如石墨烯，自旋散射长度很长，自旋散射长度是什么东西？看到文献上出现这个词，所以引用了，但是不知道这个什么东西。
或者说，金属材料做到足够小之后，电子自旋信息很快就丢掉了，而不像石墨烯那样可以保持很长距离。

学习了！！
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2楼2013-01-30 22:19:06
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readytogo

荣誉版主 (文学泰斗)
★
田山东(金币+1): 谢谢参与
跟随学习啦
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3楼2013-01-30 22:23:00
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faith···

银虫 (小有名气)
★
田山东(金币+1): 谢谢参与
凑凑热闹···
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7楼2013-02-17 14:45:33
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fengyunli

木虫 (正式写手)
★
田山东(金币+1): 谢谢参与
不懂
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8楼2013-02-18 12:08:52
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即物穷理

银虫 (初入文坛)
★
田山东(金币+1): 谢谢参与
我个人的想法，仅供参考：
是因为传统的半导体器件或芯片，以及集成电路都是基于具有开关效应的晶体二极管和具有放大效应的三极管，而二极管和三极管都是用n型和p型半导体Si或Ge材料制成的，金属做二极管和三极管可能是不行的，因为金属的电导很小，很难象半导体通过掺杂，改变其导电性能，实现信息的存储。
另外，半导体工业已经发展了近70年，具有成熟的技术，所以新型的自旋电子学能和半导体结合起来，更能发挥半导体集成化的优势。

你说的是对的，半导体和石墨烯具有较长的自旋相干（弛豫）长度，适合对电子自旋的操纵，至于利用自旋存储信息不易丢失，那是因为一个自旋态一旦存在，不象电荷那样容易受到其他电荷，缺陷，杂质的散射和碰撞。
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9楼2013-02-18 15:47:28
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wcj668899

至尊木虫 (文坛精英)
★
田山东(金币+1): 谢谢参与
这方面理论我觉得有待深化，器件等的制作技术有待突破，蕴藏其中的问题待深化中暴露和解决。还是向你们学习学学吧！！
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11楼2013-04-21 10:31:54
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hupoxju

铜虫 (小有名气)
★
田山东(金币+1): 谢谢参与
我认为，如你提到的，现在传统的电子器件都是基于半导体为基础，尤其是以Si 基为多。然而对于自旋电子的操纵，现在主要是基于铁磁材料，因为当电流通过铁磁材料（铁、镍、钴或者他们的合金等）和非磁性材料（铜、铝、银、金等）界面时候，会有自旋电子的积累。因为电阻匹配问题，很难产生铁磁金属（低电阻）和半导体（高电阻）相匹配的的电阻，因而在半导体中产生自旋电子积累不容易。铁磁优势，那就是可以产生更多的自旋电子但是无法和现在的半导体器件很好的融合，半导体优势是可以与现有的半导体器件相结合， 但是现在还无法在半导体中得到很高的自旋电子！
金属不适合构建放大器件估计是热稳定性不好的原因。 以上只是小虫的一点浅浅认识，如有不合理请指出，会及时更正！谢谢
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12楼2013-04-22 14:42:34
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alligator666

木虫 (小有名气)
★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包，谢谢回帖
引用回帖:
5楼: Originally posted by zvs1988 at 2013-01-31 10:55:47
一般的磁性金属散射长度都在200nm左右个人觉得这个不是短与长度问题  不论是BiFeO3还是铁磁金属所追求的都是GMR和spin pole rate 不过磁半导体的开发难度不比ferromagnetic metal 容易 虽然现在很热 不过4点几禁带宽 ...

“磁性金属散射长度200nm左右”，这个从哪能查到啊（文献，书籍？）

另外求问磁性金属（比如Ni）的自旋相干长度大概什么量级的？
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13楼2013-05-09 00:07:45
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zvs1988

铁杆木虫 (著名写手)
★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包，谢谢回帖
引用回帖:
13楼: Originally posted by alligator666 at 2013-05-09 00:07:45
“磁性金属散射长度200nm左右”，这个从哪能查到啊（文献，书籍？）

另外求问磁性金属（比如Ni）的自旋相干长度大概什么量级的？...

第一个是常识你从书中和文献中都能找到
你说的相干长度我不确定我知道，恐怕跟你理解的不一样，能不能给出英文的这个词
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14楼2013-05-09 08:26:11
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cai5xj

新虫 (小有名气)
★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包，谢谢回帖
那spin caloritronics 怎么翻译呢？
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15楼2013-10-09 18:01:39
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cai5xj

新虫 (小有名气)
★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包，谢谢回帖
Spintronicsisconcernedwithusingthespinoftheelec-troninnovelelectronicdevices.Thespinpropertyaddsadegreeoffreedomtotheelectrontransport.Recently,ithasbecomeevidentthatanumberofstudiesofspin-dependenttransportincludedalsoheattransportandtheterm“spincaloritronic”wascoined1.Whilethecharge,spinandheatcurrentswereconsideredbyspintronicsfounders2,muchattractiontotheinclusionofheatinspin-dependenttransportstemsfromthediscoveryoftheso-calledspinSeebeckeffect
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16楼2014-03-18 09:37:59
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roubao4楼
2013-01-31 10:15   回复  
田山东(金币+1): 谢谢参与
华丽的飘过: 金币-1, 禁止纯表情拿金币 2013-02-18 05:25:05
khgao10楼
2013-02-21 15:20   回复  
田山东(金币+1): 谢谢参与
华丽的飘过: 金币-1, 禁止纯表情拿金币 2013-02-22 22:21:09
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