No full text
Unpublished conference/Abstract (Scientific congresses and symposiums)
Origin of the non-linear spin detection efficiency in tunnel junction under bias
Fourneau, Emile; Silhanek, Alejandro; Nguyen, Ngoc Duy
20198th International Synposium on the control of Semiconductor interfaces
 

Files


Full Text
No document available.
Full Text Parts
ISCSI2019-2.pdf
Publisher postprint (1.27 MB)
Request a copy
abstract_ISCSI.pdf
Publisher postprint (544.43 kB)
Request a copy

All documents in ORBi are protected by a user license.

Send to



Details



Keywords :
Spintronics; Semiconductor; Spin Injection
Abstract :
[en] Efficient conversion of a spin signal into a electrical voltage in mainstream semiconductors is one of the main challenge of spintronics. It is commonly achieved via a ferromagnetic tunnel barrier where non-linear transport occurs. In this work, we demonstrate that non-linearity may lead to a spin-to-charge conversion efficiency larger than 10 times the spin polarization of the tunnel barrier when the latter is under bias of a few mV. We determine that the underlying mechanisms responsible for this huge spin detection efficiency are the tunnel barrier deformation and conduction band shift resulting from a change of applied voltage. Calculations are achieved for different barrier shape showing that this enhancement is present in oxide barrier as well as in Schottky tunnel barrier. Moreover, we show that the spin signal is reduced at higher temperature but remains superior to the value predicted by the linear model. We assume that our study of the mechanisms governing the non-linear spin detection will improve the interpretation and understanding of electrical spin detection experiment and bring new possibility to optimize spin transport devices.
[fr] La détection d'un signal de spin via sa conversion en un signal électrique est l'un des trois défis majeurs de la spintronique appliquée aux semiconducteurs. Cette conversion est généralement réalisée à l'aide d'une barrier tunnel ferromagnétique où un transport non-linéaire des porteurs a lieu. Dans ce travail, il est démontré que le transport non-linéaire perturbe la conversion du signal de spin en signal de charge, menant à une augmentation de l'efficacité de la détection supérieure à 10 fois la polarisation de conductance de spin de la barrière tunnel, lorsque une tension de quelques mV est appliquée à cette dernière. Nous avons déterminé que l'importante augmentation de l'efficacité de la détection est due à la déformation de la barrière tunnel ainsi que la déplacement de la bande de conduction du semiconducteur lorsqu'un potentiel est appliqué aux bornes de la jonction. Des simulations ont été réalisées pour différentes formes de barrières tunnel, montrant que l'augmentation de l'efficacité de détection est aussi bien présente dans des barrière tunnel formée par un isolant que dans des barrière Schottky. De plus, nous démontrons que la conversion du signal de spin en une différence de potentiel se réduit avec la température mais reste cependant toujours supérieure à la valeur prédite par le modèle linéaire.
Disciplines :
Physics
Author, co-author :
Fourneau, Emile  ;  Université de Liège - ULiège > Département de physique > Physique des solides, interfaces et nanostructures
Silhanek, Alejandro  ;  Université de Liège - ULiège > Département de physique > Physique expérimentale des matériaux nanostructurés
Nguyen, Ngoc Duy  ;  Université de Liège - ULiège > Département de physique > Physique des solides, interfaces et nanostructures
Language :
English
Title :
Origin of the non-linear spin detection efficiency in tunnel junction under bias
Alternative titles :
[en] Origine de la non-linéarité du l'efficacité de la détection de spin dans les junctions tunnel sous tension
Publication date :
28 November 2019
Event name :
8th International Synposium on the control of Semiconductor interfaces
Event organizer :
University of Tohoku
Event place :
Sendai, Japan
Event date :
du 27 novembre 2019 au 30 novembre 2019
Audience :
International
Funders :
ULiège - Université de Liège [BE]
Available on ORBi :
since 09 December 2019

Statistics


Number of views
92 (13 by ULiège)
Number of downloads
3 (3 by ULiège)

Bibliography


Similar publications



Contact ORBi