Rashba自旋軌道耦合量子線中的持續(xù)自旋流.pdf

1、自旋電子學(xué)是一門研究如何利用電子的自旋屬性進(jìn)行信息存儲(chǔ)、信息處理與信息傳輸?shù)目茖W(xué)，屬于納米電子學(xué)的一個(gè)新的熱門分支。基于半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)中電子自旋軌道耦合的自旋極化輸運(yùn)、自旋流和自旋Hall效應(yīng)正逐漸成為一個(gè)熱門的研究領(lǐng)域，特別足在沒有外磁場(chǎng)的情況下，如何控制電子的自旋及自旋流在設(shè)計(jì)新的量子比特和存儲(chǔ)設(shè)備中就顯得非常重要。藎于半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)的介觀系統(tǒng)(人工低維量子結(jié)構(gòu))，如量子線、量子點(diǎn)等將是未來(lái)納米電路中的重要組成部分。因此，研究含有自旋軌

2、道耦合量子線中的自旋流具有重要的藎礎(chǔ)意義和高技術(shù)應(yīng)用背景。 本文采用有效質(zhì)量自由電子模型，并利用最近提出的一種新的關(guān)于自旋流的正確定義，研究了含有Rashba自旋軌道耦合的無(wú)限長(zhǎng)量子線中的持續(xù)自旋流，得到了一些新的有意義的結(jié)果。 全文共分為五章。 第一章和第二章簡(jiǎn)要地介紹了閃鋅礦結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體及其異質(zhì)結(jié)中電子自旋軌道耦合作用的起源及其對(duì)自旋極化輸運(yùn)的影響的研究歷史與現(xiàn)狀，包括自旋軌道耦合的類型和物理根源、自旋積累、自

3、旋進(jìn)動(dòng)、自旋激化輸運(yùn)以及自旋流與自旋Hall效應(yīng)等。 第三章中足我們自己的工作。我們系統(tǒng)地研究了一個(gè)無(wú)限長(zhǎng)的含有Rashba自旋軌道耦合的量子線系統(tǒng)中的持續(xù)自旋流．通過采用自由電子近似模型，我們利用新的關(guān)于自旋流的正確定義，通過解析分析和數(shù)值舉例，發(fā)現(xiàn)這種具有白旋軌道耦合的系統(tǒng)中的自旋流的不同分量對(duì)自旋軌道耦合強(qiáng)度的變化呈現(xiàn)出不同的敏感程度．基于這一特性，我們就可以找到一種設(shè)計(jì)新的量子比特的方法，并可以用它來(lái)設(shè)計(jì)一種新的量子存儲(chǔ)