非局所配置を用いた高In組成InGaAs/InAlAs2次元電子系へのスピン注入実験

摘要

Electrical spin injection experiments are carried out in CoFe-high In-content InGaAs/InAlAs two-dimensional electron gas (2DEG) lateral spin-valve devices in non-local configuration. As a result, spin polarization at CoFe-InGaAs interface of ～5.7 % and spin diffusion length in the 2DEG of ～5.1 μm were confirmed. Those values are almost three times improved when compared with the former results and gives the spin injection efficiency of ～11%. As for the origin of the results, we can point out the persistent spin helix (PSH) condition almost realized in our sample and the low resistance and the low spin-flip scattering in the high quality interface InGaAs layer.%高In組成(75%)InGaAs/InAlAs2次元電子ガス試料表面にCo_(0.8)Fe_(0.2)電極を複数配置した横方向スピンバルブ素子において、非局所配置(構成)によるスピン注入実験を行い、従来の報告より3倍程度も改善された、CoFe-InGaAs界面スピン偏極率(～5.7%）とスピン拡散長(〜5.1μm)を確認した。これは約11%のスピン注入効 率に相当する。このような結果が得られた要因としては、採用した試料でほぼ実現されているPersistent spin helix(PSH)と言われる条件下で、スピン軌道相互作用によるスピン緩和が起こりにくくなつていること、界面InGaAs層 が良質で、低抵抗かつスピンフリップ散乱が少ないこと等が推定できる。