自旋檢測

自旋檢測是指檢測元件內部自旋極化現象，確定電子的自旋極化率。自旋檢測有光學和電學檢測兩種方法。光學檢測方法是比較成熟的，也取得了很大的進展。電學檢測半導體內自旋極化是利用半導體/鐵磁界而的自旋相關輸運性質。

基本介紹

• 中文名：自旋檢測
• 外文名：Spin detection 
• 一級學科：工程技術
• 二級學科：自旋電子學
• 方法：光學和電學檢測
• 作用：檢測元件內部自旋極化現象

定義

自旋檢測是指檢測元件內部自旋極化現象，確定電子的自旋極化率。

自旋極化率

在量子力學中，自旋（英語：Spin）是粒子所具有的內稟性質，其運算規則類似於經典力學的角動量，並因此產生一個磁場。雖然有時會與經典力學中的自轉（例如行星公轉時同時進行的自轉）相類比，但實際上本質是迥異的。經典概念中的自轉，是物體對於其質心的旋轉，比如地球每日的自轉是順著一個通過地心的極軸所作的轉動。

自旋極化率是指在一定條件下讓電子、原子核等帶電粒子的自旋方向都朝向某一個特定的方向排列，從而產生產生磁性的幾率。

檢測方法

自旋檢測有光學和電學檢測兩種方法。光學檢測方法是比較成熟的，也取得了很大的進展。

Fiederling和Ohno分別進行了自旋極化的光學檢測實驗研究，分別是利用自旋極化的發光二極體和EL譜測量光的偏振度，從而確定電子的自旋極化率。光學方法最大的優點是可以避免其他電學效應的影響。

自旋極化的發光二極體

電學檢測半導體內自旋極化的最直接的方法是利用半導體/鐵磁界而的自旋相關輸運性質。這種自旋閥方案的收集電極採用歐姆接觸，仍然存在電導率失配的問題。看起來，仍然需要採用半導體/鐵磁的彈道接觸或者隧穿接觸。另外，勢壘還必須足夠薄，保證自旋極化電子能隧穿到鐵磁電極，否則將會在半導體內弛豫。除此之外，排除低溫下半導體的弱局域化和局部Hall效應的干擾也是電學方法檢測自旋極化率的難點。

相關研究

強地雜波背景給微動目標檢測帶來很大困難，為此，張偉等在詳細分析距離向壓縮數據域自旋目標回波特性基礎上，提出了基於雙通道合成孔徑需達相位中心偏置天線（SAR/DPCA）和沿航跡干涉（ATI）雜波抑制的兩類自旋目標檢測方法，並作比較分析。在DPCA模式下，微都卜勒頻率沿頻率軸有一整體平移量，其與目標自旋中心的方位向坐標成正比，由此可在估計目標微動參數的同時對其定位；在ATI模式下，不能直接由干涉信號虛部作時頻變換來獲取微都卜勒特徵，為此提出了一種基於干涉信號虛部重建自旋目標覆信號的微都卜勒提取方法。從避免微都卜勒模糊的角度，指出在較小基線長度的情況下，ATl模式較DPCA模式對需達脈衝重複頻率（PRF）的要求更寬鬆，更適宜於大旋翼類目標檢測不同模式卜的仿真數據驗證了理論分析和所述方法的正確性。