1、以2007年Albert Fert和Peter Grunberger獲得諾貝爾物理學獎金為標志，自旋電子學已經(jīng)成為當前物理學研究的前沿和熱點。這個以凝聚態(tài)物理、納米材料、電子工程為基礎的新興交叉學科，包含了豐富深刻的基礎物理問題而且在納米電子學領域具有相當廣闊的應用前景。其中，自旋相關輸運特性的機制長期以來成為研究的熱點。在攻讀博士期間，我主要研究了一個典型的自旋相關輸運現(xiàn)象—磁性體系中的反?；魻栃Ｖ饕獜膶嶒炆洗_定了Ni中的內(nèi)稟、外

2、稟反?；魻栃?，研究了GaMnAs磁性半導體中低電導區(qū)域的反?；魻枠硕纫?guī)律，以及制作了基于Au的自旋霍爾效應納米器件:
　　1.反?；魻栃L期以來都是凝聚態(tài)物理中一個棘手的問題。這是由于它表現(xiàn)出各式各樣的實驗現(xiàn)象，內(nèi)稟、外稟起源的難以區(qū)分，以及取決于復雜的能帶結構。我們在納米尺度厚度下研究了Ni的外延薄膜，在從5K到330K的各個溫度下成功辨別出起主要貢獻的內(nèi)稟效應。以霍爾電導率的形式進行表述的內(nèi)稟反?；魻栯妼时憩F(xiàn)出相當?shù)臏囟?/p>

3、依賴，這將幫助解釋一個該領域熟知的困難:第一性原理計算的反?；魻栯妼实慕Y果和實驗值有很大出入。我們同時還得到了彈性散射引起的Skew Scattering對反常霍爾效應的貢獻，并且發(fā)現(xiàn)Side Jump機制幾乎不起貢獻。確定材料中這些機制以及它們溫度依賴特性的實驗方法不僅能夠加深我們對自旋相關霍爾效應的理解，而且為進一步在室溫條件下設計自旋電子學器件鋪平了道路。
　　2.通過在GaMnAs中逐步建立最佳退火條件，我們發(fā)現(xiàn)了一個在

4、無序低電導區(qū)域嚴格檢驗反常霍爾效應冪律標度的理想退火窗口，在該窗口內(nèi)增加的退火強度將提高樣品的電導率而并不改變其自發(fā)磁化強度M。在該窗口內(nèi)能夠保持材料的內(nèi)稟屬性以及自旋極化度，而這對于得到真實的反?；魻栃獌缏蓸硕汝P系是至關重要的。測量結果表明反?；魻栯妼适且粋€不依賴于縱向電導率的常數(shù)。這清楚地說明即使屬于無序的低電導鐵磁體，GaMnAs中反?；魻栃男袨楦愃朴贔e、Co等均勻有序磁性金屬，而并不類似于同樣具有低電導率的復雜磁性化

5、合物。我們進一步發(fā)現(xiàn)反?；魻栯妼屎痛呕瘡姸戎g存在線性關聯(lián)，這將有助于理解通常觀察到的非整數(shù)冪律標度。最后我們還分析了內(nèi)稟、外稟貢獻的大小，所得到的內(nèi)稟反?；魻栯妼屎屠碚摴烙嬛迪喾稀?br>　　3.最近在Au的納米器件中發(fā)現(xiàn)了巨自旋霍爾效應，可能成為自旋電子學領域的一個重大突破。而自旋霍爾效應和反?；魻栃鹪从谕瑯拥奈⒂^物理機制，分別在非磁和磁性體系中體現(xiàn)出來。因此基于對反?；魻栃獧C理的研究，我們能夠從實驗上確定巨自旋霍爾效應