Análisis teórico de la incidencia del vector de magnetización en el plano de la barrera sobre la TMR a temperatura cero

Abstract

En el presente trabajo se realiza un análisis teórico del transporte de espı́n en un heteroestructura tipo pseudoválvula de espı́n (PSV) conformada por dos ferromagnéticos (FM) separados por un semiconductor (SC). Para el SC se considera la banda de conducción enel punto Γ del espacio recı́proco y el acoplamiento espı́n órbita (SOC); para los electrodos FM se tiene encuenta la energı́a de intercambio interna (∆ j ) y una magnetización espontanea. Se obtuvo una expresión analı́tica para la probabilidad de transmisión en función del vector director magnetización (n j ). Además, se calculó la magnetorresitencia por efecto tunel (TMR) a T = 0 K dependiente del espesor del SC mediante las fórmula de Landauer-Büttiker para un canal y se observa que esta obtiene su valor máximo cuando dirección nl (fijo) es paralelo al eje [0 1 0]. Además al aplicar el modelo fisicomatemático propuesto a la PSV Fe/SC/Fe, con SC como: GaAs, GaSb y InAs, se observó que el SOC Dresselhaus no contribuye a la TMR.

In the present work a theoretical analysis of the spin transport in a pseudo spin valve (PSV) heterostructure formed by two ferromagnetic (FM) separated by a semiconductor (SC) is performed. For the SC, the conduction band at the Γ point of the reciprocal space and the spin-orbit coupling (SOC) are considered; for the FM electrodes, the internal exchange energy (∆j) and a spontaneous magnetization are taken into account. An analytical expression for the transmission probability as a function of the magnetization director vector (nj) was obtained. In addition, the tunneling magnetoresistance (TMR) at T = 0 K dependent on the SC thickness was calculated using the formula of Landauer-Buttiker ¨ for a channel and it is observed that it obtains its maximum value when the direction nl (fixed) is parallel to the [010] axis. Moreover, when applying the proposed physicomathematical model to the Fe/SC/Fe PSV, with SC such as: GaAs, GaSb and InAs; it was observed that the SOC Dresselhaus does not contribute to the TMR.