【摘要】 自旋极化正电子是在施加电流下的横向极化正电子,也称为电流诱导自旋极化 (CISP)。

自旋极化正电子是在施加电流下的横向极化正电子,也称为电流诱导自旋极化 (CISP)。自旋轨道(SO)是自旋电流最可能的来源,这是由于原子核和导电电子之间的相互作用。Rashba-Dresselhaus自旋轨道 (SO)效应是二维凝聚态物理中基于固有角动量的自旋带分裂,或者也可以被认为是表面和界面处的对称破坏空间反转,从而产生 CISP。

 

在研究中发现,一些材料,即:铂和金在表面表现出磁矩,即使它们在整体上是顺磁性的。造成这种情况的一个可能的原因是由于带宽的收缩而使表面电子局部化,表面原子的配位数比体原子少。表面的晶格被扭曲,它们最终调节表面的电子状态,这可能导致体和表面的不同磁性行为。为了研究Pt和Au上的CISP,使用了一种新开发的表面敏感技术。

 

自旋极化正电子湮没光谱 (SPPAS) 是了解金属表面和界面上的自旋极化的便捷工具。自旋极化电子的检测可以通过正电子自湮灭或电子与正电子之间的湮灭来实现。前一种正电子方法用于研究最外表面导电电子的自旋极化,而后者用于研究铁磁能带结构。

 

当用正电子素照射样品时,相当多的正电子会扩散回表面,并在那里拾取接近费米能级的电子并作为正电子素进入真空。 这种逃逸的正电子只能具有s = 0(自旋量子数)和m = 0(磁量子数),作为自旋单重态,并且s = 1和m可以具有1到0自旋三重态)的值。单重态正电子态分裂成两个光子,而自旋三重态分裂成三个光子。 它基于正电子总是在横向(纵坐标方向:y方向)极化并且净极化为 P+ 的假设。扩散的正电子(DP)自旋态式:

DP׀00 > = (1- P+P-cosy)/4,  (1)

DP׀10 > = (1- P+P-cosy)/4,  (2)

DP׀11 > = (1+ P+ + P-cosy + P+P-cosy)/4, (3)

DP׀1-1 > =  (1- P+ - P-cosy + P+P-cosy)/4, (4)

P-=电子极化,ψ=电子极化方向和正电子之间的角度。在光子能谱中,两个光子在0.511MeV处恰好产生一个具有确定宽度的峰,而三光子湮没从0-0.511MeV增加。

 

当在表面上感应出能量非常低的正电子时,可能会发生一系列事件 (1)正电子可以重新发射(2)正电子可以在表面上轻敲(3)正电子的发射(4)正电子可以被俘获在表面。当入射光子的能量增加到超过0.511MeV时,三光子湮灭和正电子发射占主导地位。正电子的发射与Pt的(-)ve功函数一致。进一步加热样品以增强正电子的更多发射。当电流方向反转时,极化平面也反转,通过改变电子自旋极化和正电子之间的方向,检测到极化电子。