對(duì)高速計(jì)算和高密度存儲(chǔ)的持續(xù)需求推動(dòng)了對(duì)固態(tài)系統(tǒng)中旋轉(zhuǎn)的快速有效控制的追求，了解固態(tài)自旋系統(tǒng)的基礎(chǔ)物理可以增強(qiáng)人們實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)的能力欠橘。
半導(dǎo)體中的光誘導(dǎo)自旋取向及其自旋電子學(xué)應(yīng)用
半導(dǎo)體由于自旋與其他自由度之間具有有趣的耦合效應(yīng)矩肩，是研究磁現(xiàn)象的有利平臺(tái)。它們還與當(dāng)前成功的技術(shù)兼容肃续，例如互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體黍檩，這使人們當(dāng)前的技術(shù)時(shí)代成為可能叉袍。
通常，這些材料中感興趣的載流子是電子刽酱，因?yàn)樗鼈兺强梢苿?dòng)和可調(diào)諧的喳逛。電子的兩個(gè)基本固有性質(zhì)是電荷和自旋，它們分別受到電場(chǎng)和磁場(chǎng)的影響棵里。因此润文，提供了兩種不同的方法來(lái)與這個(gè)粒子相互作用。操縱電子的電荷是電子學(xué)的基礎(chǔ)殿怜，而自旋電子學(xué)旨在通過(guò)自旋控制系統(tǒng)中的電子典蝌。自旋控制的標(biāo)準(zhǔn)方法涉及鐵磁性材料，它可以通過(guò)電流在磁性狀態(tài)之間切換头谜，外部域骏掀，或者兩者兼而有之。盡管永久磁鐵是shou選乔夯，因?yàn)樗鼈兛梢约傻疆?dāng)前的半導(dǎo)體技術(shù)中，但它們通常是靜態(tài)的款侵，速度很慢末荐。另一方面，材料中自旋的全光控制新锈，通過(guò)偏振依賴(lài)的光學(xué)選擇規(guī)則實(shí)現(xiàn)甲脏，為快速、無(wú)損和無(wú)磁鐵控制自旋信息提供了機(jī)會(huì)妹笆。
光誘導(dǎo)自旋取向(OISO)是自旋注入的關(guān)鍵因素块请，已在低維III-V和II-VI半導(dǎo)體中用于自旋電子應(yīng)用。這些材料開(kāi)創(chuàng)了自旋輸運(yùn)拳缠、自旋記憶和自旋相干性墩新。對(duì)于有效地傳輸、存儲(chǔ)和操作自旋信息來(lái)說(shuō)窟坐，這三個(gè)屬性是必不可少的海渊。
盡管像砷化鎵這樣的半導(dǎo)體材料有許多應(yīng)用，并且可以制造成低維平臺(tái)哲鸳，但它們確實(shí)有局限性臣疑。這表現(xiàn)為制造中的限制。例如徙菠，晶格匹配對(duì)異質(zhì)結(jié)構(gòu)施加了限制讯沈，因?yàn)榫哂蟹浅２煌w結(jié)構(gòu)的材料在組合時(shí)不能很好地耦合。傳統(tǒng)的半導(dǎo)體也傾向于形成三維結(jié)構(gòu)婿奔，使得不配對(duì)的鍵更容易存在于表面缺狠。這些懸空鍵不僅使這些系統(tǒng)中的表面物理更加難以控制问慎，而且使這些材料的薄膜變成準(zhǔn)二維(2D)結(jié)構(gòu)。幸運(yùn)的是儒老，在過(guò)去的二十年里蝴乔，一種新的材料出現(xiàn)了，它具有真正的二維性質(zhì)和光學(xué)定向自旋的能力驮樊。
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