Ferromagnetic resonant tunneling diodes as spin polarimeters

Applied Physics Letters

Volumn 82, Issue 15, 2003, Pages 2449-2451

  Giazotto, Francesco ^a   Taddei, Fabio ^a,b   Fazio, Rosario ^a   Beltram, Fabio ^a  

^a SCUOLA NORMALE SUPERIORE   (Italy)

^b ISI FOUNDATION   (Italy)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

DIODES; FERROMAGNETIC MATERIALS; HETEROJUNCTIONS; POLARIZATION; RESONANT TUNNELING;

SPIN POLARIZATION;

MAGNETIC SEMICONDUCTORS;

EID: 0037651064     PISSN: 00036951     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1063/1.1567812     Document Type: Article

References (35)

1. S. A. Wolf, D. D. Awschalom, R. A. Buhrman, J. M. Daughton, S. von Molnár, M. L. Roukes, A. Y. Chtchelkanova, and D. M. Treger, Science 294, 1488 (2001).
2. I. I. Mazin, Phys. Rev. Lett. 83, 1427 (1999).
3. F. D. Jedema, A. T. Filip, and B. J. van Wees, Nature (London) 410, 345 (2001); H. J. Zhu, M. Ramsteiner, H. Kostial, M. Wassermeier, H.-P. Schönherr, and K. H. Ploog, Phys. Rev. Lett. 87, 016601 (2001).
4. F. D. Jedema, A. T. Filip, and B. J. van Wees, Nature (London) 410, 345 (2001); H. J. Zhu, M. Ramsteiner, H. Kostial, M. Wassermeier, H.-P. Schönherr, and K. H. Ploog, Phys. Rev. Lett. 87, 016601 (2001).
5. H. Ohno, Science 281, 951 (1998); Y. Ohno, D. K. Young, B. Beschoten, F. Matsukura, H. Ohno, and D. D. Awschalom, Nature (London) 402, 790 (1999); I. Malajovich, J. J. Berry, N. Samarth, and D. D. Awschalom, ibid. 411, 770 (2001).
6. H. Ohno, Science 281, 951 (1998); Y. Ohno, D. K. Young, B. Beschoten, F. Matsukura, H. Ohno, and D. D. Awschalom, Nature (London) 402, 790 (1999); I. Malajovich, J. J. Berry, N. Samarth, and D. D. Awschalom, ibid. 411, 770 (2001).
7. H. Ohno, Science 281, 951 (1998); Y. Ohno, D. K. Young, B. Beschoten, F. Matsukura, H. Ohno, and D. D. Awschalom, Nature (London) 402, 790 (1999); I. Malajovich, J. J. Berry, N. Samarth, and D. D. Awschalom, ibid. 411, 770 (2001).
8. R. Meservey and P. M. Tedrow, Phys. Rep. 238, 173 (1994).
9. Y. Ji, G. J. Strijkers, F. Y. Yang, C. L. Chien, J. M. Byers, A. Anguelouch, G. Xiao, and A. Gupta, Phys. Rev. Lett. 86, 5585 (2001); S. K. Upadhyay, A. Palanisami, R. N. Louie, and R. A. Buhrman, ibid. 81, 3247 (1998); R. J. Soulen, J. M. Byers, M. S. Osofsky, B. Nadgorny, T. Ambrose, S. F. Cheng, P. R. Broussard, C. T. Tanaka, J. Nowak, J. S. Moodera, A. Barry, and J. M. D. Coey, Science 282, 85 (1998).
10. Y. Ji, G. J. Strijkers, F. Y. Yang, C. L. Chien, J. M. Byers, A. Anguelouch, G. Xiao, and A. Gupta, Phys. Rev. Lett. 86, 5585 (2001); S. K. Upadhyay, A. Palanisami, R. N. Louie, and R. A. Buhrman, ibid. 81, 3247 (1998); R. J. Soulen, J. M. Byers, M. S. Osofsky, B. Nadgorny, T. Ambrose, S. F. Cheng, P. R. Broussard, C. T. Tanaka, J. Nowak, J. S. Moodera, A. Barry, and J. M. D. Coey, Science 282, 85 (1998).
11. Y. Ji, G. J. Strijkers, F. Y. Yang, C. L. Chien, J. M. Byers, A. Anguelouch, G. Xiao, and A. Gupta, Phys. Rev. Lett. 86, 5585 (2001); S. K. Upadhyay, A. Palanisami, R. N. Louie, and R. A. Buhrman, ibid. 81, 3247 (1998); R. J. Soulen, J. M. Byers, M. S. Osofsky, B. Nadgorny, T. Ambrose, S. F. Cheng, P. R. Broussard, C. T. Tanaka, J. Nowak, J. S. Moodera, A. Barry, and J. M. D. Coey, Science 282, 85 (1998).
12. J. S. Parker, S. M. Watts, P. G. Ivanov, and P. Xiong, Phys. Rev. Lett. 88, 196601 (2002).
13. M. M. Deshmukh and D. C. Ralph, Phys. Rev. Lett. 89, 266803 (2002); M. M. Deshmukh, S. Kleff, S. Guéron, E. Bonet, A. N. Pasupathy, J. von Delft, and D. C. Ralph, ibid. 87, 226801 (2001).
14. M. M. Deshmukh and D. C. Ralph, Phys. Rev. Lett. 89, 266803 (2002); M. M. Deshmukh, S. Kleff, S. Guéron, E. Bonet, A. N. Pasupathy, J. von Delft, and D. C. Ralph, ibid. 87, 226801 (2001).
15. E. A. de Andrada e Silva and G. C. La Rocca, Phys. Rev. B 59, R15583 (1999).
16. F. Mireles and G. Kirczenow, Phys. Rev. B 66, 214415 (2002); T. Schäpers, J. Nitta, H. B. Heersche, and H. Takayanagi, ibid. 64, 125314 (2001); R. Jansen and J. C. Lodder, ibid. 61, 5860 (2000); V. A. Chitta, M. Z. Maialle, S. A Leão, and M. H. Degani, Appl. Phys. Lett. 74, 2845 (1999); P. Bruno and J. Wunderlich, J. Appl. Phys. 84, 978 (1998).
17. F. Mireles and G. Kirczenow, Phys. Rev. B 66, 214415 (2002); T. Schäpers, J. Nitta, H. B. Heersche, and H. Takayanagi, ibid. 64, 125314 (2001); R. Jansen and J. C. Lodder, ibid. 61, 5860 (2000); V. A. Chitta, M. Z. Maialle, S. A Leão, and M. H. Degani, Appl. Phys. Lett. 74, 2845 (1999); P. Bruno and J. Wunderlich, J. Appl. Phys. 84, 978 (1998).
18. F. Mireles and G. Kirczenow, Phys. Rev. B 66, 214415 (2002); T. Schäpers, J. Nitta, H. B. Heersche, and H. Takayanagi, ibid. 64, 125314 (2001); R. Jansen and J. C. Lodder, ibid. 61, 5860 (2000); V. A. Chitta, M. Z. Maialle, S. A Leão, and M. H. Degani, Appl. Phys. Lett. 74, 2845 (1999); P. Bruno and J. Wunderlich, J. Appl. Phys. 84, 978 (1998).
19. F. Mireles and G. Kirczenow, Phys. Rev. B 66, 214415 (2002); T. Schäpers, J. Nitta, H. B. Heersche, and H. Takayanagi, ibid. 64, 125314 (2001); R. Jansen and J. C. Lodder, ibid. 61, 5860 (2000); V. A. Chitta, M. Z. Maialle, S. A Leão, and M. H. Degani, Appl. Phys. Lett. 74, 2845 (1999); P. Bruno and J. Wunderlich, J. Appl. Phys. 84, 978 (1998).
20. F. Mireles and G. Kirczenow, Phys. Rev. B 66, 214415 (2002); T. Schäpers, J. Nitta, H. B. Heersche, and H. Takayanagi, ibid. 64, 125314 (2001); R. Jansen and J. C. Lodder, ibid. 61, 5860 (2000); V. A. Chitta, M. Z. Maialle, S. A Leão, and M. H. Degani, Appl. Phys. Lett. 74, 2845 (1999); P. Bruno and J. Wunderlich, J. Appl. Phys. 84, 978 (1998).
21. J. König et al., in Electronic Structure and Magnetism of Complex Materials, edited by D. J. Singh and D. A. Papaconstantopoulos (Springer, Berlin, 2002).
22. Due to the small value of the involved coercitive fields, a small magnetic field is sufficient to make sure that the magnetization of all layers are parallely aligned.
23. The magnetic field values required to produce an appreciable energy shift depend on the resonator material through the g factor.
24. The presence of spin-flip scattering does not alter the energy position of the resonances. When using ferromagnetic electrodes, it simply alters the relative amplitude of resonances belonging to different spin species.
25. A. G. Petukhov, A. N. Chantis, and D. O. Demchenko, Phys. Rev. Lett. 89, 107205 (2002); C.-M. Hu and T. Matsuyama, ibid. 87, 066803 (2001); J. C. Egues, C. Gould, G. Richter, and L. W. Molenkamp, Phys. Rev. B 64, 195319 (2001); L. Sheng, Y. Chen, H. Y. Teng, and C. S. Ting, ibid. 59, 480 (1999); X. Zhang, B.-Z. Li, G. Sun, and F.-C. Pu, ibid. 56, 5484 (1997).
26. A. G. Petukhov, A. N. Chantis, and D. O. Demchenko, Phys. Rev. Lett. 89, 107205 (2002); C.-M. Hu and T. Matsuyama, ibid. 87, 066803 (2001); J. C. Egues, C. Gould, G. Richter, and L. W. Molenkamp, Phys. Rev. B 64, 195319 (2001); L. Sheng, Y. Chen, H. Y. Teng, and C. S. Ting, ibid. 59, 480 (1999); X. Zhang, B.-Z. Li, G. Sun, and F.-C. Pu, ibid. 56, 5484 (1997).
27. A. G. Petukhov, A. N. Chantis, and D. O. Demchenko, Phys. Rev. Lett. 89, 107205 (2002); C.-M. Hu and T. Matsuyama, ibid. 87, 066803 (2001); J. C. Egues, C. Gould, G. Richter, and L. W. Molenkamp, Phys. Rev. B 64, 195319 (2001); L. Sheng, Y. Chen, H. Y. Teng, and C. S. Ting, ibid. 59, 480 (1999); X. Zhang, B.-Z. Li, G. Sun, and F.-C. Pu, ibid. 56, 5484 (1997).
28. A. G. Petukhov, A. N. Chantis, and D. O. Demchenko, Phys. Rev. Lett. 89, 107205 (2002); C.-M. Hu and T. Matsuyama, ibid. 87, 066803 (2001); J. C. Egues, C. Gould, G. Richter, and L. W. Molenkamp, Phys. Rev. B 64, 195319 (2001); L. Sheng, Y. Chen, H. Y. Teng, and C. S. Ting, ibid. 59, 480 (1999); X. Zhang, B.-Z. Li, G. Sun, and F.-C. Pu, ibid. 56, 5484 (1997).
29. A. G. Petukhov, A. N. Chantis, and D. O. Demchenko, Phys. Rev. Lett. 89, 107205 (2002); C.-M. Hu and T. Matsuyama, ibid. 87, 066803 (2001); J. C. Egues, C. Gould, G. Richter, and L. W. Molenkamp, Phys. Rev. B 64, 195319 (2001); L. Sheng, Y. Chen, H. Y. Teng, and C. S. Ting, ibid. 59, 480 (1999); X. Zhang, B.-Z. Li, G. Sun, and F.-C. Pu, ibid. 56, 5484 (1997).
30. exc = 1.425 eV, corresponding to P = 25%.
31. S. Yuasa, T. Nagahama, and Y. Suzuki, Science 297, 234 (2002); S. J. Bending and M. R. Beasley, Phys. Rev. Lett. 55, 324 (1985); M. Naito and M. R. Beasley, Phys. Rev. B 35, 2548 (1987).
32. S. Yuasa, T. Nagahama, and Y. Suzuki, Science 297, 234 (2002); S. J. Bending and M. R. Beasley, Phys. Rev. Lett. 55, 324 (1985); M. Naito and M. R. Beasley, Phys. Rev. B 35, 2548 (1987).
33. S. Yuasa, T. Nagahama, and Y. Suzuki, Science 297, 234 (2002); S. J. Bending and M. R. Beasley, Phys. Rev. Lett. 55, 324 (1985); M. Naito and M. R. Beasley, Phys. Rev. B 35, 2548 (1987).
34. T. Hayashi, M. Tanaka, and A. Asamitsu, J. Appl. Phys. 87, 4673 (2000); H. Ohno, N. Akiba, F. Matsukura, A. Shen, K. Ohtani, and Y. Ohno, Appl. Phys. Lett. 73, 363 (1998).
35. T. Hayashi, M. Tanaka, and A. Asamitsu, J. Appl. Phys. 87, 4673 (2000); H. Ohno, N. Akiba, F. Matsukura, A. Shen, K. Ohtani, and Y. Ohno, Appl. Phys. Lett. 73, 363 (1998).