由于較長(zhǎng)的自旋壽命,有機(jī)材料在自旋電子器件中具有潛在應(yīng)用價(jià)值,因此受到了人們的廣泛關(guān)注。有機(jī)自旋電子學(xué)是一門新興的研究領(lǐng)域,旨在結(jié)合分子電子學(xué)的優(yōu)勢(shì)和自旋電子學(xué)的固有特性,期望能實(shí)現(xiàn)多功能的有機(jī)自旋電子器件。有機(jī)分子和鐵磁性材料之間的界面是影響這些自旋器件性能的關(guān)鍵,所以全面理解界面相互作用及界面微觀接觸構(gòu)型對(duì)器件性能的影響十分重要。Fe₃O₄和Co₂MnSi是典型的半金屬材料,居里溫度高于室溫,在自旋電子器件中具有重要的應(yīng)用價(jià)值。本文利用密度泛函理論和非平衡格林函數(shù)方法,研究了有機(jī)分子/鐵磁半金屬自旋界面的電子結(jié)構(gòu)及自旋相關(guān)的輸運(yùn)特性。在Fe₃O₄表面不同位置吸附有機(jī)分子C₆H₆的結(jié)構(gòu)中,發(fā)現(xiàn)界面處的吸附作用較弱,Fe₃O₄保持半金屬特性。分子和Fe₃O₄之間的p-d軌道雜化使分子的C p_z軌道發(fā)生自旋劈裂。在橋位吸附體系中... 

【文章來(lái)源】：天津大學(xué)天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：86 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

(a)普通金屬和(b)鐵磁性金屬的s和d電子能帶的機(jī)制解釋[1]

圖 1-2 有機(jī)分子吸附在磁性金屬表面上發(fā)生(a)物理相互作用和(b)化學(xué)相互作用[12]凈表面完全不同，如圖 1-2(b)。所以準(zhǔn)確的理解界面處的相互作用十分重要。需要注意的是在實(shí)際的有機(jī)分子/磁性金屬吸附體系中，復(fù)雜的界面相互作用會(huì)導(dǎo)致物理吸附作用和化學(xué)吸附作用同時(shí)存在。1.2.2 有機(jī)分子/鐵磁性金屬自旋界面的雜化態(tài)上節(jié)已經(jīng)提到，當(dāng)有機(jī)分子與磁性金屬表面接觸后，界面相互作用會(huì)引起不同特點(diǎn)的界面態(tài)產(chǎn)生，從而對(duì)穿過(guò)有機(jī)分子/磁性金屬界面的自旋極化載流子的注入和輸運(yùn)產(chǎn)生影響。在化學(xué)吸附體系中，由于強(qiáng) p-d 軌道雜化作用，界面處的雜化態(tài)出現(xiàn)自旋劈裂，這將決定自旋注入電流的大小及符號(hào)。此時(shí)，雜化態(tài)具有界面自旋過(guò)濾功能。根據(jù) EF處是否有態(tài)，界面自旋過(guò)濾作用可以分為金屬式自旋過(guò)濾和電阻式自旋過(guò)濾[12]。對(duì)于電阻式自旋過(guò)濾，由于雜化作用產(chǎn)生的自旋相關(guān)的界面態(tài)位于 EF

圖 1-3 ZMP/Co(111)吸附結(jié)構(gòu)的(a)幾何構(gòu)型和(b) EF附近的態(tài)密度[13如圖 1-3(b)。分子的 LUMO 軌道出現(xiàn)約為 0.14 eV 的自旋劈裂旋相關(guān)的特性( ↑≠ ↓)。由于注入電流與勢(shì)壘高度具有指數(shù)依賴種自旋方向的載流子可以有效地穿過(guò)分子，產(chǎn)生的電流是自旋過(guò)濾方式稱為電阻式自旋過(guò)濾，在 EuS 和 EuO 等磁性半導(dǎo)體統(tǒng)式自旋過(guò)濾是有效的[14]。第一層ZMP分子，由于和鐵磁性電極的直接耦合作用，分子獲。從圖 1-3(b)可以看到，分子能級(jí)發(fā)生明顯擴(kuò)展，分子表現(xiàn)類的自旋極化率 P 不為零，這對(duì)器件中自旋極化載流子的隧穿過(guò)況下，分子和鐵磁性金屬之間形成的雜化態(tài)的作用被稱為金屬，很多研究致力于分析這種自旋過(guò)濾作用的物理機(jī)制，嘗試?yán)愿淖冞@種界面作用，從而實(shí)現(xiàn)具有特定功能的有機(jī)自旋電子diresei 等[15]將有機(jī)小分子 C6H6(Bz) 、 C5H5(Cp) 、 C8H8(CO


本文編號(hào)：2908831