【摘 要】
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利用分子束外延(MBE)方法在Si(001)朝向<110>偏80的衬底上制备出面内GeSi纳米线阵列。在GeSi纳米线阵列样品表面蒸镀铝电极并退火,进而通过综合物性测量系统(PPMS)的四探针法
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利用分子束外延(MBE)方法在Si(001)朝向<110>偏80的衬底上制备出面内GeSi纳米线阵列。在GeSi纳米线阵列样品表面蒸镀铝电极并退火,进而通过综合物性测量系统(PPMS)的四探针法研究了沿纳米线方向和垂直纳米线方向两个方向样品的磁阻性质。实验发现,在两个方向样品测量中均观察到磁阻的不对称现象,即样品的磁阻最小值出现在非零磁场下,并且最小磁阻所对应磁场的大小随着温度的升高而升高。基于自旋轨道耦合作用(Spin-Orbit Coupling)和塞曼效应(Zeeman Effect)我们对上述实验现象进行了解释。我们认为外加磁场通过塞曼效应调节不同自旋方向载流子浓度,而由于自旋轨道耦合作用,在面内GeSi纳米线阵列体系中不同自旋方向的载流子迁移率不同,最终导致了磁阻的不对称性。通过与实验数据的拟合,我们发现这一理论与实验结果非常吻合,通过拟合我们得到了不同自旋方向的载流子的迁移率差别。其最大值可达约26%。我们发现不同自旋方向的载流子迁移率差别在50K-80K的范围内随温度的上升而增加,而在80K-300K范围则随温度的上升而呈现下降趋势。
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