層狀鐵磁體Fe0.26TaS2的Andreev反射譜*

于曉洋 馮紅磊 辜剛旭 劉永河 李治林4) 徐同帥3)? 李永慶

1) (中國科學(xué)院物理研究所, 北京 100190)

2) (中國科學(xué)院大學(xué)物理科學(xué)學(xué)院, 北京 100049)

3) (安陽師范學(xué)院物理與電氣工程學(xué)院, 安陽 455000)

4) (北京大學(xué)物理學(xué)院, 北京 100871)

如何避免界面反應(yīng)、可靠地提取材料的自旋極化率是自旋電子學(xué)的一個基本問題.本文選取了一種獨(dú)特的鐵磁性層狀過渡族金屬硫化物Fe0.26TaS2, 研究了單晶材料的磁性、電子輸運(yùn)和Andreev反射譜.磁性和輸運(yùn)結(jié)果表明, 低溫下Fe0.26TaS2單晶存在強(qiáng)磁各向異性、雙峰磁電阻和反?；魻栃?yīng).通過干法轉(zhuǎn)移方案制備的干凈界面的Fe0.26TaS2超導(dǎo)異質(zhì)結(jié)的Andreev反射譜, 發(fā)現(xiàn)該材料的自旋極化率為47% ± 7%.本文展示的干法轉(zhuǎn)移制備超導(dǎo)/磁性異質(zhì)結(jié)的方法可廣泛用于測量各種二維磁性材料的自旋極化率.

1 引 言

自旋電子學(xué)在過去幾十年里受到了廣泛的關(guān)注, 其主要目標(biāo)是調(diào)控電子的自旋態(tài)從而獲得低能耗、高密度、高速度以及存儲和運(yùn)算集于一體的新型信息器件[1-3].高自旋極化率的材料是自旋電子學(xué)器件的一個重要基礎(chǔ).目前實驗上進(jìn)行自旋極化率測量的主要方法有自旋極化的光電子能譜、平面超導(dǎo)隧道譜(Meservey-Tedrow方法)和Andreev反射譜[4].自旋極化的光電子能譜需要超高真空環(huán)境, 不能對所有晶向的表面都適用[5].平面超導(dǎo)隧道譜和Andreev反射譜能夠獲得更加接近實際器件環(huán)境載流子自旋極化率信息.其中, 前者需要制備基于Al超薄膜的隧道結(jié), 工藝復(fù)雜, 并且需要He-3 制冷機(jī)[6].比較而言, Andreev 反射譜測量所需的器件工藝相對簡單, 已經(jīng)成為自旋極化率測量的一個常用手段[7].

Andreev反射, 是指在正常金屬/超導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)中, 當(dāng)正常金屬中的電子的能量低于超導(dǎo)能隙時, 能夠找到自旋和動量相反的電子配對, 透過界面進(jìn)入超導(dǎo)體形成庫珀對, 并對結(jié)電導(dǎo)形成增強(qiáng)效應(yīng)[8].在鐵磁體/超導(dǎo)體界面, 鐵磁體中不同自旋方向電子數(shù)目的不平衡將導(dǎo)致Andreev反射被壓制.通過對Andreev反射譜進(jìn)行修正的Blonder-Tinkham-Klapwijk (BTK)理論擬合, 能夠得到載流子的自旋極化率[9-14].

Andreev反射譜方法進(jìn)行自旋極化率測量所使用的器件結(jié)構(gòu)主要有兩種：點(diǎn)接觸模式和平面結(jié)構(gòu)[15-18].點(diǎn)接觸模式一般采用超導(dǎo)針尖按壓待測材料的方式形成歐姆接觸, 其優(yōu)勢在于快速、靈活,對薄膜和塊材都適用.點(diǎn)接觸模式的缺點(diǎn)主要是在存在較高界面勢壘的情況下(例如表面氧化物), 高自旋極化材料的Andreev反射譜和隧道譜非常類似, 這導(dǎo)致測量結(jié)果不可靠.此外, 在點(diǎn)接觸模式下由于界面電阻不均勻往往會存在一些較大的電流熱點(diǎn)(hot spot), 導(dǎo)致實際測量溫度遠(yuǎn)高于標(biāo)稱溫度, 從而給自旋極化率的分析帶來困難[19,20].相對而言, 平面Andreev結(jié)構(gòu)采用實際的電子器件結(jié)構(gòu), 能夠可控性的制備更干凈的界面, 并且其可靠性已在CrO2, HgCr2Se4等高自旋極化率的材料上被驗證[18,21,22].但是, 平面Andreev結(jié)構(gòu)的界面上有時會存在超導(dǎo)元素的擴(kuò)散或與待測材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng), 導(dǎo)致自旋極化率偏離真實值.因此, 如何避免界面反應(yīng)、制備界面干凈的超導(dǎo)異質(zhì)結(jié), 對于準(zhǔn)確獲得待測材料的載流子自旋極化率具有重要的意義.

FexTaS2體材料是一種典型的磁性層狀過渡族金屬硫化物, 母體材料TaS2為層狀結(jié)構(gòu), 層與層之間靠范德瓦耳斯力連接, Fe原子以插層的形式存在于TaS2之間, 原則上可以通過機(jī)械剝離的方法將FexTaS2減薄至納米尺度[23-26].在較高Fe 含量范圍 (0.20 ≤x≤ 0.40)內(nèi), FexTaS2依然具有長程鐵磁性并能保有序的晶體結(jié)構(gòu), 居里溫度最高為 160 K (x= 0.25), 接近最近報道的二維鐵磁體Fe3GeTe2[27].理論計算表明FexTaS2費(fèi)米能級附近具有較高的自旋極化率并且不受鐵的無序分布的影響[28,29], 但Arai等[30]采用機(jī)械剝離方法將其減薄至100 nm左右, 在Fe0.25TaS2隧道結(jié)中僅觀察到了約7%的隧穿磁電阻, 遠(yuǎn)低于根據(jù)電子自旋極化率估計出的理論預(yù)期值, 這可能是因為隧穿層氧化不足而導(dǎo)致過多的界面缺陷散射.然而到目前為止, 還沒有直接測量Fe0.25TaS2自旋極化率的實驗報道.

本文聚焦于Fe0.26TaS2單晶, 進(jìn)行了材料的磁性、電子輸運(yùn)和自旋極化率研究.通過Fe0.26TaS2/Pb, Fe0.26TaS2/Al/Pb, Fe0.26TaS2/NbSe2等磁性/超導(dǎo)異質(zhì)結(jié)的Andreev反射譜的測量, 發(fā)現(xiàn)只有干法轉(zhuǎn)移方法能夠制備足夠干凈的界面, 并首次提取出這種層狀鐵磁體的自旋極化率.本文工作為進(jìn)一步研究該體系的二維鐵磁性和自旋調(diào)控打下了基礎(chǔ).

2 實驗方法

使用化學(xué)氣相傳輸方法制備了高質(zhì)量的片狀Fe0.26TaS2單晶樣品, X射線衍射結(jié)果表明沿樣品面為ab面, 垂直于樣品面為c軸[24,31].結(jié)合X射線光電子譜和磁性測量, 確定Fe含量為0.26.單晶樣品性能表征所外加磁場沿樣品面方向記作H//ab, 沿c軸方向記作H⊥ab, 輸運(yùn)測量電流沿ab面內(nèi).磁性測量在 S-VSM (Quantum Design Inc., USA)上進(jìn)行, 磁輸運(yùn)測量在 He-4 (Janis)制冷機(jī)上進(jìn)行.磁性/超導(dǎo)異質(zhì)結(jié)Fe0.26TaS2/Pb,Fe0.26TaS2/Al/Pb采用掩模工藝制備, Pb或Al采用熱蒸發(fā)方法生長[22].Fe0.26TaS2/NbSe2結(jié)構(gòu)通過干法轉(zhuǎn)移工藝制備.Andreev反射譜在He-4(Janis)或 He-3 (Oxford)制冷機(jī)上進(jìn)行, 使用標(biāo)準(zhǔn)鎖相方法進(jìn)行微分電導(dǎo)譜測量.通過修正的BTK理論(BTK theory)對歸一化的微分電導(dǎo)譜擬合, 可以獲得Fe0.26TaS2的自旋極化率P、界面處的勢壘強(qiáng)度參數(shù)Z, 非彈性散射因子Γ以及超導(dǎo)帶隙Δ[11-14].

3 實驗結(jié)果與討論

3.1 Fe0.26TaS2單晶樣品的磁性和輸運(yùn)性質(zhì)

圖1為Fe0.26TaS2單晶樣品的磁性測量結(jié)果.不同方向的零場冷 (zero-field cooling, ZFC)和場冷(field cooling, FC)磁化率在居里溫度以下迅速上升, 面外磁矩遠(yuǎn)大于面內(nèi)磁矩(圖1(a)和圖1(b)).對高溫段磁化率進(jìn)行居里-外斯定律擬合顯示不同方向的居里-外斯溫度存在較大的差別(H⊥ab時約為 121 K;H//ab時約為 66 K), 這起源于單晶樣品的強(qiáng)磁各向異性[23,32].等溫磁化率測量結(jié)果也證明了這一點(diǎn)(圖1(c)和圖1(d)).H⊥ab方向的等溫磁化曲線在轉(zhuǎn)變溫度以下存在明顯的磁滯回線行為, 最大飽和磁矩約為 3.85 μB/Fe, 表明樣品為鐵磁性.在H//ab方向, 磁化曲線隨磁場線性變化, 高場下也沒有達(dá)到飽和(65 K左右的弱磁滯回線來源于磁場與ab面不完全平行).

為了確定樣品的居里溫度, 對H⊥ab方向的等溫磁化曲線使用Arrott圖方法處理(圖2(a)),獲得樣品的居里溫度為115 K.磁性測量結(jié)果表明, Fe0.26TaS2單晶是鐵磁性材料, 磁化方向平行于樣品c軸, 具有強(qiáng)磁各向異性.這些性質(zhì)與Morosan等[23]和Checkelsky等[32]關(guān)于Fe0.25TaS2單晶樣品的實驗結(jié)果基本一致.

圖2(b)為Fe0.26TaS2樣品電阻隨溫度的變化.在居里溫度 (115 K)以下, 由于磁有序轉(zhuǎn)變, 磁矩指向逐漸一致, 對載流子自旋依賴的散射減小, 電阻隨溫度降低而迅速下降, 與其他FexTaS2單晶的電阻-溫度行為一致[33].

圖1 Fe0.26TaS2單晶樣品的磁性測量結(jié)果 (a) 外加磁場垂直于ab面(H⊥ab)時的FC和ZFC磁化曲線, 測量磁場為100 Oe(1 Oe = 103/(4π) A/m); (b)外加磁場平行于 ab 面時 (H//ab)的 FC 和 ZFC 磁化曲線, 測量磁場為 100 Oe; (c) H⊥ab的等溫磁化曲線隨外加磁場的變化; (d) H//ab的等溫磁化曲線隨外加磁場的變化(為清楚起見, 在垂直方向做了等間距平移)Fig.1.Magnetization measurement results of Fe0.26TaS2：(a) Magnetization measurement with ZFC and FC process while H⊥ab,the measurement field is 100 Oe; (b) magnetization measurement with ZFC and FC process while H//ab, the measurement field is 100 Oe; (c) isothermal magnetization measurements for H⊥ab; (d) isothermal magnetization measurements for H//ab.For clarify,the data is shift equally in Fig.1(d).

圖2 Fe0.26TaS2 等溫磁化曲線和電阻-溫度曲線 (1 emu = 10—3 A·m2) (a) H⊥ab 方向 Fe0.26TaS2 等溫磁化曲線的 Arrott圖, 居里溫度為 115 K; (b) Fe0.26TaS2 的電阻-溫度曲線Fig.2.Isothermal magnetization and temperature dependence of resistance of Fe0.26TaS2：(a) Arrot plot for isothermal magnetization in H⊥ab; (b) temperature dependence of resistance.

圖3為Fe0.26TaS2單晶不同方向的磁電阻和霍爾效應(yīng), 磁電阻定義為100%.H⊥ab方向, 在居里溫度以下可以觀察到明顯的蝴蝶狀雙峰磁電阻和磁滯回線特征的反常霍爾效應(yīng)(圖3(a)和圖3(c)), 而且磁電阻、霍爾效應(yīng)與等溫磁化曲線隨磁場的變化如飽和場、矯頑場相一致, 表明該方向的輸運(yùn)起源于樣品的鐵磁性.H//ab方向, 磁電阻和霍爾電阻遠(yuǎn)小于H⊥ab方向, 但在中間溫區(qū) (40 K和 100 K)出現(xiàn)了較大的反?；魻栃?yīng), 這可能來源于磁場與樣品ab面沒有嚴(yán)格平行, 也可能來源于平面霍爾效應(yīng)(磁矩不嚴(yán)格平行于c軸).目前為止, 在H//ab方向磁電阻和霍爾電阻的研究, 只有Fe0.25TaS2和Fe0.28TaS2的文獻(xiàn)報道[23,32,34], 該方向上是否存在反?；魻栃?yīng)以及相應(yīng)的物理機(jī)制仍需進(jìn)一步的實驗和理論工作.

圖3 磁電阻和霍爾電阻隨外加磁場的變化 (a) H⊥ab 時, 磁電阻隨外加磁場的變化; (b) H//ab 時, 磁電阻隨外加磁場的變化;(c) H⊥ab 時, 霍爾電阻隨外加磁場的變化; (d) H//ab 時, 霍爾電阻隨外加磁場的變化Fig.3.Magnetic field dependence of magnetoresistance and Hall effect：(a) Magnetic field dependence of magnetoresistance, H⊥ab;(b) magnetic field dependence of magnetoresistance, H//ab; (c) magnetic field dependence of Hall effect, H⊥ab; (d) magnetic field dependence of Hall effect, H//ab.

3.2 Fe0.26TaS2的自旋極化率測量

準(zhǔn)確測量自旋極化率是自旋電子學(xué)領(lǐng)域的基礎(chǔ)問題, 對鐵磁材料的應(yīng)用具有重要意義.為了可靠地提取Fe0.26TaS2的自旋極化率, 采用不同的超導(dǎo)電極 Pb, Al, NbSe2, 制備了三種超導(dǎo)異質(zhì)結(jié)并測量了Andreev反射譜.

首先 制 備 了 Fe0.26TaS2/Pb Andreev 結(jié), 在Pb的臨界溫度以下測量了微分電導(dǎo)譜.圖4(a)為不同溫度下Fe0.26TaS2/Pb的歸一化微分電導(dǎo)譜,可以看到零偏壓電導(dǎo)被輕微壓制, 表明Fe0.26TaS2存在一定自旋極化的電子.圖4(b)—(d)為修正的BTK理論對實驗數(shù)據(jù)的擬合結(jié)果, 表明Fe0.26TaS2的自旋極化率P最高為23%, 低于理論計算結(jié)果[28].擬合得到的超導(dǎo)能隙Δ= 0.35 meV, 遠(yuǎn)低于體態(tài)鉛的超導(dǎo)能隙(～1.2 meV).考慮到在異質(zhì)結(jié)制備過程中, 熱蒸發(fā)的Pb極易擴(kuò)散進(jìn)入Fe0.26TaS2并與其發(fā)生硫化反應(yīng), 形成新的超導(dǎo)化合物(PbS)1.13TaS2(TC= 3.08 K,Δ～0.42 meV)[35], 這和擬合所獲得的超導(dǎo)帶隙基本一致.因此, 測量的自旋極化率很可能由于界面鉛擴(kuò)散的影響而并不準(zhǔn)確.

圖4 Fe0.26TaS2/Pb 的 Andreev 反射譜 (a)不同溫度下 Andreev 結(jié)的歸一化微分電導(dǎo)譜; (b) T = 1.6 K, 修正的 BTK 理論對微分電導(dǎo)譜的擬合結(jié)果; (c) T = 2 K, 修正的 BTK 理論對微分電導(dǎo)譜的擬合結(jié)果; (d) T = 4 K, 修正的 BTK 理論對微分電導(dǎo)譜的擬合結(jié)果.黑色點(diǎn)為實驗數(shù)據(jù), 紅色線為理論計算結(jié)果Fig.4.Andreev reflection spectroscopy of Fe0.26TaS2/Pb：(a) Normalization of Andreev reflection spectroscopy from T = 2 K to 8 K; (b) modified BTK fitting for normalized Andreev reflection spectroscopy, T = 1.6 K; (c) modified BTK fitting for normalized Andreev reflection spectroscopy, T = 2 K; (d) modified BTK fitting for normalized Andreev reflection spectroscopy, T = 4 K.The black dot is experimental data and red line is fitting.

為阻止鉛擴(kuò)散對異質(zhì)結(jié)界面的污染, 在Fe0.26TaS2/Pb 之間插入 50 nm 的 鋁 , 制 備 了Fe0.26TaS2/Al/Pb結(jié).圖5(a)為低溫下歸一化微分電導(dǎo)譜的測量結(jié)果.在鋁超導(dǎo)溫度(～1.2 K)以下, 電導(dǎo)譜表現(xiàn)出明顯的超導(dǎo)隧穿行為; 在鋁超導(dǎo)溫度之上時則類似于Andreev反射譜行為.修正的BTK理論擬合表明界面存在較大的勢壘強(qiáng)度(圖5(b)—(d)).以溫度在 0.36 K 的數(shù)據(jù) (圖5(b))為例, 首先由修正的 BTK理論擬合, 提取了Fe0.26TaS2自旋極化率在 40%, 勢壘散射因子Z在 2.4左右.從擬合參數(shù)可以看出, Fe0.26TaS2/Al/Pb異質(zhì)結(jié)的界面存在較大的散射勢壘, 透過率較差, 導(dǎo)電機(jī)制可能以隧穿為主.造成這一情況的原因是Fe0.26TaS2/Al/Pb異質(zhì)結(jié)中Al膜和Pb膜是在不同鍍膜機(jī)沉積的, 在轉(zhuǎn)移過程中, Al膜短暫暴露于空氣中, 氧化形成了AlOx勢壘, 最終結(jié)構(gòu)變成了Fe0.26TaS2/Al/AlOx/Pb.在高界面散射強(qiáng)度的情況下, 高自旋極化率的Andreev反射譜和超導(dǎo)隧道譜很難區(qū)分[18,20].如圖6所示, 使用較高的勢壘強(qiáng)度Z同樣能夠很好地擬合不同溫度下的實驗數(shù)據(jù).因此, 使用這一方法仍然不能得到可靠的電子自旋極化率.類似的現(xiàn)象在CrO2/I/Pb異質(zhì)結(jié)中也曾被觀測到[18].

界面的自旋依賴散射如自旋軌道耦合、無序引入的自旋激活散射等都將直接影響載流子自旋極化率和自旋器件的性能.如何避免界面擴(kuò)散、污染,始終是實驗過程中需要耗費(fèi)很大精力去解決的問題.Fe0.26TaS2作為層狀鐵磁體, 其優(yōu)勢在于可以用機(jī)械解理的方法將其減薄至數(shù)十納米厚度, 甚至制備出二維鐵磁材料.為了獲得干凈的超導(dǎo)異質(zhì)結(jié)界面, 最終選擇干法轉(zhuǎn)移工藝, 在保護(hù)性氣氛下將Fe0.26TaS2解理至 60 nm, 并與層狀超導(dǎo)體 NbSe2結(jié)合, 制備了 Fe0.26TaS2/NbSe2Andreev 結(jié)[25].

圖5 Fe0.26TaS2/Al/Pb 異質(zhì)結(jié)的 Andreev 反射譜 (a)不同溫度下的歸一化微分電導(dǎo)譜; (b) T = 0.36 K, 修正的 BTK 理論對微分電導(dǎo)譜的擬合結(jié)果; (c) T = 1 K, 修正的 BTK 理論對微分電導(dǎo)譜的擬合結(jié)果; (d) T = 6 K, 修正的 BTK 理論對微分電導(dǎo)譜的擬合結(jié)果; 黑色點(diǎn)為實驗數(shù)據(jù), 紅色線為理論計算結(jié)果, 自旋極化率P ≠ 0Fig.5.Andreev reflection spectroscopy of Fe0.26TaS2/Al/Pb：(a) Normalization of Andreev reflection reflection spectroscopy from T= 0.36 K to 9 K; (b) modified BTK fitting for normalized Andreev reflection spectroscopy, T = 0.36 K; (c) modified BTK fitting for normalized Andreev reflection spectroscopy, T = 1 K; (d) modified BTK fitting for normalized Andreev reflection spectroscopy,T = 6 K.The black dot is experimental data and red line is fitting.Spin polarization is fixed to none-zero (P ≠ 0).

圖6 修正的 BTK 理論對不同溫度下微分電導(dǎo)譜的擬合結(jié)果 (a) T = 0.36 K; (b) T = 1 K; (c) T = 3 K; (d) T = 6 K; 黑色點(diǎn)為實驗數(shù)據(jù), 紅色線為理論計算結(jié)果; 自旋極化率固定為零(P = 0)Fig.6.Modified BTK fitting for normalized Andreev reflection spectroscopy of Fe0.26TaS2/Al/Pb：(a) T = 0.36 K; (b) T = 1 K;(c) T = 3 K; (d) T = 6 K.The black dot is experimental data and the red line is fitting.Spin polarization is fixed to zero (P = 0).

圖7 Fe0.26TaS2/NbSe2的 Andreev 反射譜 (a)不同溫度下的歸一化微分電導(dǎo)譜和修正的 BTK 擬合; (b) T = 4 K 的微分電導(dǎo)譜和修正的 BTK 擬合; (c) T = 1.7 K 下, 負(fù)偏壓的歸一化微分電導(dǎo)譜及修正的 BTK 擬合; (d) T = 1.7 K 下, 正偏壓的歸一化微分電導(dǎo)譜及修正的BTK擬合; 黑色點(diǎn)為實驗數(shù)據(jù), 紅色線為理論計算結(jié)果Fig.7.Andreev reflection spectroscopy of Fe0.26TaS2//NbSe2：(a) Normalization of Andreev reflection spectroscopy from T = 1.7 K to 8 K; (b) modified BTK fitting for normalized Andreev reflection spectroscopy at T = 4 K; (c) modified BTK fitting for normalized Andreev reflection spectroscopy at T = 1.7 K; (d) modified BTK fitting respectively for negative bias or positive bias Andreev reflection spectroscopy at T = 1.7 K.The black dot is experimental data and red line is fitting.

低溫下Fe0.26TaS2/NbSe2的歸一化微分電導(dǎo)譜和擬合如圖7(a)所示, 在NbSe2超導(dǎo)溫度以下,帶隙內(nèi)微分電導(dǎo)被抑制, 明顯低于帶隙外電導(dǎo), 表明存在較高的載流子自旋極化率.以溫度為4 K的歸一化電導(dǎo)譜為例(圖7(b)), 使用修正的BTK理論可以非常好地擬合實驗曲線, Fe0.26TaS2的自旋極化率P為54%, 并且界面勢壘強(qiáng)度Z和非彈性散射因子Γ值很小.而且, 對比磁性隧道結(jié), 使用Andreev反射譜獲得了更高的自旋極化率[30].這些都表明干法轉(zhuǎn)移技術(shù)能夠避免可能的界面污染和氧化層生成, 獲得非常干凈的異質(zhì)結(jié)界面, 從而可靠的提取材料的自旋極化率.測量了多個器件, 擬合所得的自旋極化率分布在40%—54%之間.根據(jù)理論計算, FexTaS2費(fèi)米面上自旋極化電子主要來自于Fe的3d電子, 少部分來自于Ta的5d電子, 而且即使Fe原子的分布存在無序, 并不會對費(fèi)米面上自旋極化電子的態(tài)密度分布或者載流子自旋極化率產(chǎn)生很大影響[28,29].FexTaS2單晶材料, Fe作為插層原子, 在TaS2層間形成超晶格結(jié)構(gòu), Fe的分布并不是絕對均勻的, 會偏離名義上濃度, 也可能會形成一些Fe團(tuán)簇, 這些都是實驗測量的自旋極化率在一定區(qū)間內(nèi)分布的原因[23,24].

值得注意的是, Fe0.26TaS2/NbSe2Andreev 結(jié)在更低的溫度下 (T= 1.7 K), 超導(dǎo)帶隙兩側(cè)的微分電導(dǎo)譜分布不對稱, 兩側(cè)相干峰的高度不一致,而且?guī)秲?nèi)電導(dǎo)偏離了修正的BTK理論.這種正負(fù)偏壓區(qū)電導(dǎo)譜不對稱的現(xiàn)象在鐵磁半金屬EuB6[36]、 HgCr2Se4[22], 以 及 電 子 強(qiáng) 關(guān) 聯(lián) 化 合 物CeCoIn5、UBe13[37]、URu2Si2[38]等材料的 Andreev結(jié)中也有報道, 但不對稱的物理機(jī)制是否與電子關(guān)聯(lián)性目前并沒有明確的證據(jù).為了分析電導(dǎo)譜不對稱對自旋極化率提取的影響, 將T= 1.7 K 的微分電導(dǎo)譜分成正負(fù)偏壓兩部分分別進(jìn)行擬合, 如圖7(c)和圖7(d)所示.最好的擬合結(jié)果表明, 二者所提取的自旋極化率相差在4%左右, 這進(jìn)一步說明干法轉(zhuǎn)移所制備的Fe0.26TaS2/NbSe2異質(zhì)結(jié)能夠可靠地提取材料的自旋極化率.

4 結(jié) 論

研究了Fe0.26TaS2單晶樣品的磁性和電子輸運(yùn)性質(zhì), 并采用Andreev反射譜方法, 測量了材料的自旋極化率.磁性和輸運(yùn)結(jié)果表明, 低溫下Fe0.26TaS2單晶存在強(qiáng)磁各向異性、雙峰磁電阻和反?；魻栃?yīng).通過三種技術(shù)路線制備了Fe0.26TaS2超導(dǎo)異質(zhì)結(jié)構(gòu), 但只有使用干法轉(zhuǎn)移技術(shù)才能夠獲得具有干凈界面的Fe0.26TaS2/NbSe2Andreev結(jié),通過修正的BTK理論提取了Fe0.26TaS2單晶自旋極化率47% ± 7%, 這一方法能夠回避傳統(tǒng)器件制備方法的困難, 并可推廣到大量的二維磁性材料的自旋極化率測量中.