在自旋电子学领域，磁性材料的载流子自旋极化率是决定自旋器件性能的核心要素之一。尽管几乎所有氧化物材料中都发现了室温铁磁性，但磁性氧化物的载流子自旋极化的关键实验证据仍然是一个相当有争议的问题。其中，铁掺杂的氧化锌基稀磁氧化物（Diluted magnetic oxides）由于超长的自旋相干时间和费米能级附近完全自旋极化态密度，引起了研究人员的广泛关注。
近期，我院青年教师徐同帅及其合作者采用脉冲激光沉积法（Pulsed laser deposition），制备了高质量的（Fe, Al）共掺杂的ZnO薄膜，并基于铁磁体/超导体异质结构的安德烈夫反射谱（Andreev Reflection spectroscopy），探索了金属导电区Zn1-xFexAl0.01O (x=0.05，0.10)薄膜的载流子自旋极化率和非均匀磁性导致的非弹性散射机制。该工作从实验上证实 Zn0.95Fe0.05Al0.01O不但具有室温以上的铁磁性，而且定量获得了该材料的载流子自旋极化率为 65±8%，远超过纯金属Fe的自旋极化率。进一步，该工作从物理机制层面阐明了Zn1-xFexAl0.01O/Pb 超导结构界面的巨大非弹性散射来源于薄膜中的非均匀磁性。这些结果为载流子自旋极化率和本征铁磁性的实验确认提供了可靠的证据，对铁磁氧化物在自旋电子学材料和器件的应用具有重要技术价值。
该工作内容以“Emergent carrier spin polarization in (Fe, Al)-codoped ZnO films explored by Andreev Reflection spectroscopy”于2024年1月在线发表在Journal of Alloys and Compounds（https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2024.173602），我校为第一作者单位和通讯单位。该工作得到了国家自然科学基金青年项目（11704006），河南省高校科技创新人才项目（24HASTIT013），河南省高等学校重点科研项目基础研究专项（21zx015）和河南省高等学校大学生创新训练计划（202310479083，202310479084）等项目的支持。
