完全自旋极化电子器件TiCl3/RhCl3/TiCl3的量子输运性质的第一性原理研究

摘要

基于非平衡格林函数结合密度泛函理论的第一性原理量子输运方法,预言一种完全自旋极化的电子器件.该器件是由半金属TiCl3做电极,半导体RhCl3做中心区搭建的磁性隧道结.分别计算小偏压范围(0～20 mV)和大偏压范围(0～0.6 V)下的自旋极化电流曲线.发现在小偏压范围内,器件的隧穿磁电阻(tunneling magnetoresistance,TMR)高达100％,并在这一偏压范围内维持稳定;在电极极化方向平行构型(parallel configuration,PC)下的自旋注入效率也高达100％,具有很强的稳定性.在大偏压范围内,随着偏压的增加TMR逐渐减小,PC构型下的自旋注入效率一直保持100％不变.最后,通过对器件投影态密度图的分析,解释上述物理现象.