REZONANSOWA DIODA TUNELOWA Z ELEKTRODAMI MAGNETYCZNYMI

Abstract

Przedstawiono podstawowe własności transportu ładunku i spinu poprzez wielowarstwowe struktury półprzewodnikowe, zawierające warstwy izolatorów. Układ półprzewodników przedzielonych warstwą izolatora stanowi rodzaj złącza tunelowego, poprzez które cząstki przedostają się wykorzystując zjawisko tunelowania kwantowego. Za pomocą dwóch złącz tunelowych zawierających bariery energetyczne w postaci materiału izolatora, konstruujemy kwantową studnię potencjału. W jej obszarze poziomy energetyczne ulegają skwantowaniu, przyjmując wyłącznie wartości dyskretne lub quasi-dyskretne. Ponadto prawdopodobieństwo tunelowania ładunków przez układ zawierający studnię potencjału zależy od tego czy energia padających cząstek znajduje się w koincydencji z dozwolonym w jamie tzw. rezonansowym poziomem energetycznym. Tego typu systemy stanowią podstawę funkcjonowania tzw. rezonansowych diod tunelowych. Przeanalizowano zależności od różnych parametrów układu, takich jak energia poziomu rezonansowego, szerokość barier potencjału, oraz wpływ pola magnetycznego na elektryczne oraz spinowe własności transportowanych cząstek. Badania te mają kluczowe znaczenie w projektowaniu urządzeń na potrzeby spintroniki. Wykorzystują one polaryzację spinową prądu, akumulację spinu w studniach potencjału, manipulowanie spinem w układach elektronicznych przy wykorzystaniu pola magnetycznego oraz indukowanie magnetyzacji w obszarze studni kwantowej zawierającej rozszczepione spinowo poziomy rezonansowe.