碳纳米管自旋电子学器件研究

我们主要计划研究具有铁磁金属电极的单壁碳纳米管场效应管器件中的电子和自旋输运，自旋和轨道劈裂等基本物理问题，和潜在的技术应用价值。这个研究项目包含单壁碳纳米管电子器件的制备，电磁输运的实验研究。我们将在碳纳米管和铁磁金属电极间引入很薄的中间层，研究不同类型的中间层，门电压等对碳纳米管器件中电子和自旋输运的影响。通过我们的实验研究，我们希望可以找到一种实现增加碳纳米管自旋电子器件的工作稳定性和提高其工作温度的有效途径。基于碳纳米管材料在微电子学领域潜在的巨大应用前景，我们有必要加强对碳纳米管电子器件中的自旋输运现象中的关键问题进行进一步研究。

在此项目的研究过程中，我们基本上是按照项目的要求来执行的。在此期间，我们通过对单壁碳纳米管的定位生长，并利用微纳加工工艺制备出具有不同界面的铁磁电极碳纳米管场效应管器件。利用电磁输运测量，认真研究了Ni/AlOx/CNT/AlOx/Ni研究电子自旋输运特性，我们在器件中观察到库仑阻塞的物理现象，当外加磁场垂直于碳纳米管时，我们观察到库仑峰位几乎不随磁场的增大而发生改变，这是因为热涨落导致磁场诱导的自旋劈裂无法分辨。而当外加磁场平行于碳纳米管时，我们观察到库仑峰位在高场的情况随磁场的增大而发生线性偏移，这是由于磁场诱导的左旋和右旋的轨道电子发生劈裂，而轨道磁矩的劈裂远远大于自旋磁矩的劈裂。在此期间，我们参加了两次国际会议，并做了一次邀请报告，一篇文章已经被Applied Physics Letter 接收。但是由于一些实验上的困难，相对来说还有很多有意义的工作需要我们进一步开展，希望在随后的几年中我们可以取得更多的有意义的结果。