IV族半导体Ge1-xSnx中的自发磁化及磁阻回滞现象(英文)

作者：林本川; 叶兴国; 王楠; 张才鑫; 邓惠雄; 房景治; 崔浩楠; 王硕; 刘剑; 魏钟鸣; 俞大鹏; 廖志敏; 薛春来^*

来源：Science Bulletin, 2021, 66(14): 1375-1378.

• x)Sn_x
• 回滞现象

以硅基半导体为代表的IV族半导体在现代工业中扮演着举足轻重的作用.然而, IV族半导体因其缺乏非常强的交换相互作用难以产生铁磁序,从而限制了蓬勃发展的自旋电子学器件在IV族半导体领域的应用.本文通过分子束外延生长IV族半导体Ge1-xSnx,引入原子排列的无序效应,从而打破反演对称性,在实验上成功观测到了自发铁磁序的产生.通过低温输运测量,可以清晰观测到电阻的回滞现象.通过磁化特性测量,进一步可以观测到自发铁磁序对应的磁滞回线,从而清晰地证明了IV族半导体Ge1-xSnx中自发铁磁序的存在.通过第一性原理计算,作者指出此自发铁磁序源于临近布里渊区中心的范霍夫奇点引起的自旋极化的半金属态(half-metallicity).该工作成功地在非磁性的IV族半导体中诱导出来自发铁磁序,对自旋电子学应用于IV族半导体进而和现行的硅基工业标准兼容具有重要意义.

• 单位
  中国科学院大学; 北京大学