Electrical spin injection and detection in silicon nanowires through oxide tunnel barriers

Nano Letters

Volumn 13, Issue 2, 2013, Pages 430-435

  Zhang, Shixiong ^a,d   Dayeh, Shadi A ^a,e   Li, Yan ^b   Crooker, Scott A ^b   Smith, Darryl L ^c   Picraux, S T ^a  

^a LOS ALAMOS NATIONAL LABORATORY   (United States)

^b LOS ALAMOS NATIONAL LABORATORY   (United States)

^c LOS ALAMOS NATIONAL LABORATORY   (United States)

^d INDIANA UNIVERSITY   (United States)

^e UNIVERSITY OF CALIFORNIA   (United States)

Author keywords

silicon nanowires; spin injection; Spintronics; tunnel barrier

Indexed keywords

DC-BIAS CURRENT; ELECTRICAL SPIN INJECTION; HIGH SPINS; LOWER-POWER CONSUMPTION; MICRO-SCALES; NANO-SCALE GEOMETRIES; NANOSPINTRONICS; NANOWIRE DEVICES; NONLOCAL SPIN VALVES; ORDERS OF MAGNITUDE; SI NANOWIRE; SILICON NANOWIRES; SPIN INJECTION; SPIN TRANSPORT; SPIN VALVE; SPIN-DIFFUSION LENGTH; TEMPERATURE DEPENDENT; TUNNEL BARRIER;

MAGNETIC DEVICES; MAGNETOELECTRONICS; MAGNETORESISTANCE; NANOTECHNOLOGY; SILICON;

NANOWIRES;

EID: 84873664708     PISSN: 15306984     EISSN: 15306992     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/nl303667v     Document Type: Article

References (50)

1. Cui, Y.; Lieber, C. M. Science 2001, 291, 851-853
2. Hayden, O.; Agarwal, R.; Lieber, C. M. Nat. Mater. 2006, 5, 352-356
3. Picraux, S. T.; Yoo, J.; Campbell, I. H.; Dayeh, S. A.; Perea, D. E. In Semiconductor Nanostructures for Optoelectronic Devices; Gyu-Chul, Y., Ed.; Springer: New York, 2012; pp 297-328.
4. Kelzenberg, M. D.; Boettcher, S. W.; Petykiewicz, J. A.; Turner-Evans, D. B.; Putnam, M. C.; Warren, E. L.; Spurgeon, J. M.; Briggs, R. M.; Lewis, N. S.; Atwater, H. A. Nat. Mater. 2010, 9, 239-244
5. Yan, H.; Choe, H. S.; Nam, S. W.; Hu, Y. J.; Das, S.; Klemic, J. F.; Ellenbogen, J. C.; Lieber, C. M. Nature 2011, 470, 240-244
6. Li, M. W.; Bhiladvala, R. B.; Morrow, T. J.; Sioss, J. A.; Lew, K. K.; Redwing, J. M.; Keating, C. D.; Mayer, T. S. Nat. Nanotechnol. 2008, 3, 88-92
7. Nam, S.; Jiang, X. C.; Xiong, Q. H.; Ham, D.; Lieber, C. M. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2009, 106, 21035-21038
8. Wolf, S. A.; Awschalom, D. D.; Buhrman, R. A.; Daughton, J. M.; von Molnar, S.; Roukes, M. L.; Chtchelkanova, A. Y.; Treger, D. M. Science 2001, 294, 1488-1495
9. Jansen, R. Nat. Mater. 2012, 11, 400-408
10. Appelbaum, I.; Huang, B. Q.; Monsma, D. J. Nature 2007, 447, 295-298
11. Sasaki, T.; Oikawa, T.; Suzuki, T.; Shiraishi, M.; Suzuki, Y.; Noguchi, K. Appl. Phys. Lett. 2010, 96, 122101
12. Ando, Y.; Hamaya, K.; Kasahara, K.; Kishi, Y.; Ueda, K.; Sawano, K.; Sadoh, T.; Miyao, M. Appl. Phys. Lett. 2009, 94, 182105
13. Dash, S. P.; Sharma, S.; Patel, R. S.; de Jong, M. P.; Jansen, R. Nature 2009, 462, 491-494
14. Gray, N. W.; Tiwari, A. Appl. Phys. Lett. 2011, 98, 102112
15. Li, C. H.; van't Erve, O. M. J.; Jonker, B. T. Nat. Commun. 2011, 2, 1256
16. Zhou, Y.; Han, W.; Chang, L. T.; Xiu, F. X.; Wang, M. S.; Oehme, M.; Fischer, I. A.; Schulze, J.; Kawakami, R. K.; Wang, K. L. Phys. Rev. B 2011, 84, 125323
17. Lou, X. H.; Adelmann, C.; Crooker, S. A.; Garlid, E. S.; Zhang, J.; Reddy, K. S. M.; Flexner, S. D.; Palmstrom, C. J.; Crowell, P. A. Nat. Phys. 2007, 3, 197-202
18. Lou, X.; Adelmann, C.; Furis, M.; Crooker, S. A.; Palmstrom, C. J.; Crowell, P. A. Phys. Rev. Lett. 2006, 96, 176603
19. Ciorga, M.; Einwanger, A.; Wurstbauer, U.; Schuh, D.; Wegscheider, W.; Weiss, D. Phys. Rev. B 2009, 79, 165321
20. Tombros, N.; Jozsa, C.; Popinciuc, M.; Jonkman, H. T.; van Wees, B. J. Nature 2007, 448, 571
21. Han, W.; Wang, W. H.; Pi, K.; McCreary, K. M.; Bao, W.; Li, Y.; Miao, F.; Lau, C. N.; Kawakami, R. K. Phys. Rev. Lett. 2009, 102, 137205
22. Tsukagoshi, K.; Alphenaar, B. W.; Ago, H. Nature 1999, 401, 572-574
23. Sahoo, S.; Kontos, T.; Furer, J.; Hoffmann, C.; Graber, M.; Cottet, A.; Schonenberger, C. Nat. Phys. 2005, 1, 99-102
24. Lin, Y. C.; Chen, Y.; Shaios, A.; Huang, Y. Nano Lett. 2010, 10, 2281-2287
25. Tarun, J.; Huang, S.; Fukuma, Y.; Idzuchi, H.; Otani, Y.; Fukata, N.; Ishibashi, K.; Oda, S. J. Appl. Phys. 2011, 109, 07C508
26. Tarun, J.; Huang, S. Y.; Fukuma, Y.; Idzuchi, H.; Otani, Y.; Fukata, N.; Ishibashi, K.; Oda, S. Appl. Phys. Express 2012, 5, 045001
27. Liu, E. S.; Nah, J.; Varahramyan, K. M.; Tutuc, E. Nano Lett. 2010, 10, 3297-3301
28. Heedt, S.; Morgan, C.; Weis, K.; Bürgler, D. E.; Calarco, R.; Hardtdegen, H.; Grützmacher, D.; Schaepers, T. Nano Lett. 2012, 12, 4437-4443
29. Kum, H.; Heo, J.; Jahangir, S.; Banerjee, A.; Guo, W.; Bhattacharya, P. Appl. Phys. Lett. 2012, 100, 182407
30. DeGrave, J. P.; Schmitt, A. L.; Selinsky, R. S.; Higgins, J. M.; Keavney, D. J.; Jin, S. Nano Lett. 2011, 11, 4431-4437
31. Holleitner, A. W.; Sih, V.; Myers, R. C.; Gossard, A. C.; Awschalom, D. D. Phys. Rev. Lett. 2006, 97, 036805
32. Mal'shukov, A. G.; Chao, K. A. Phys. Rev. B 2000, 61, R2413-R2416
33. Tersoff, J. Phys. Rev. Lett. 1984, 52, 465-468
34. Rashba, E. I. Phys. Rev. B 2000, 62, R16267-R16270
35. Smith, D. L.; Silver, R. N. Phys. Rev. B 2001, 64, 045323
36. Schmidt, G.; Ferrand, D.; Molenkamp, L. W.; Filip, A. T.; van Wees, B. J. Phys. Rev. B 2000, 62, R4790-R4793
37. Jonsson-Akerman, B. J.; Escudero, R.; Leighton, C.; Kim, S.; Schuller, I. K.; Rabson, D. A. Appl. Phys. Lett. 2000, 77, 1870-1872
38. Monzon, F. G.; Patterson, D. S.; Roukes, M. L. J. Magn. Magn. Mater. 1999, 195, 19-25
39. van der Molen, S. J.; Tombros, N.; van Wees, B. J. Phys. Rev. B 2006, 73, 220406(R)
40. Zwanenburg, F. A.; van der Mast, D. W.; Heersche, H. B.; Kouwenhoven, L. P.; Bakkers, E. P. A. M. Nano Lett. 2009, 9, 2704-2709
41. Jedema, F. J.; Heersche, H. B.; Filip, A. T.; Baselmans, J. J. A.; van Wees, B. J. Nature 2002, 416, 713-716
42. Johnson, M.; Silsbee, R. H. Phys. Rev. B 2007, 76, 153107
43. Johnson, M.; Silsbee, R. H. Phys. Rev. Lett. 1988, 60, 377
44. Tran, M.; Jaffres, H.; Deranlot, C.; George, J. M.; Fert, A.; Miard, A.; Lemaitre, A. Phys. Rev. Lett. 2009, 102, 036601
45. Chantis, A. N.; Smith, D. L. Phys. Rev. B 2008, 78, 235317
46. Mohite, A. D.; Perea, D. E.; Singh, S.; Dayeh, S. A.; Campbell, I. H.; Picraux, S. T.; Htoon, H. Nano Lett. 2012, 12, 1965-1971
47. Crooker, S. A.; Furis, M.; Lou, X.; Adelmann, C.; Smith, D. L.; Palmstrom, C. J.; Crowell, P. A. Science 2005, 309, 2191-2195
48. Crooker, S. A.; Garlid, E. S.; Chantis, A. N.; Smith, D. L.; Reddy, K. S. M.; Hu, Q. O.; Kondo, T.; Palmstrom, C. J.; Crowell, P. A. Phys. Rev. B 2009, 80, 041305
49. Valenzuela, S. O.; Monsma, D. J.; Marcus, C. M.; Narayanamurti, V.; Tinkham, M. Phys. Rev. Lett. 2005, 94, 196601
50. Salis, G.; Fuhrer, A.; Schlittler, R. R.; Gross, L.; Alvarado, S. F. Phys. Rev. B 2010, 81, 205323