逆自旋霍爾效應(yīng)引起的電流.pdf

1、自旋電子學(xué)是研究固體材料中用電子自旋自由度來(lái)取代電荷自由度制造電子器件的一門學(xué)科。近幾年，自旋電子學(xué)是最活躍的研究領(lǐng)域之一，不僅因?yàn)樗谛畔⒐I(yè)中有著重要的應(yīng)用前景，而且也是凝聚態(tài)物理的一個(gè)基礎(chǔ)學(xué)科。自旋電子學(xué)所面臨的主要挑戰(zhàn)是如何在半導(dǎo)體材料中實(shí)現(xiàn)自旋注入、自旋控制和自旋檢測(cè)。而基于半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)電子自旋軌道耦合的自旋極化輸運(yùn)問(wèn)題以及其中的自旋霍爾效應(yīng)目前受到了研究人員廣泛的關(guān)注。在這篇論文中，我們主要研究用自旋軌道耦合和自旋霍爾效應(yīng)來(lái)

2、調(diào)控電流的任意自旋極化度。 本論文主要對(duì)十字架型介觀四端器件的橫向電流的自旋極化度進(jìn)行了研究，具體研究?jī)?nèi)容和基本結(jié)果如下： 第一章簡(jiǎn)要介紹了自旋電子學(xué)研究中經(jīng)常利用的概念、自旋電子學(xué)的發(fā)展和應(yīng)用情況。 第二章對(duì)電子在介觀系統(tǒng)中的輸運(yùn)理論進(jìn)行了總結(jié)。簡(jiǎn)要介紹了介觀電子系統(tǒng)；介觀系統(tǒng)中利用Landauer-Büttiker公式、散射矩陣方法對(duì)電子的輸運(yùn)進(jìn)行了研究。這有利于我們借助合適的方法來(lái)研究本文的內(nèi)容。

3、第三章，我們利用在第二章中介紹的散射矩陣方法對(duì)一個(gè)十字型結(jié)構(gòu)的二維電子氣系統(tǒng)進(jìn)行研究，系統(tǒng)含有自旋軌道耦合相互作用，且有一個(gè)電極是鐵磁金屬。在緊束縛近似下，我們計(jì)算了橫向電流的自旋極化度，并研究它與費(fèi)米能、鐵磁導(dǎo)線中分子場(chǎng)的大小與角度、自旋軌道耦合強(qiáng)度等因素的關(guān)系。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：在四端器件中橫向電流的任意自旋極化度可以用系統(tǒng)的參數(shù)來(lái)調(diào)控。利用自旋霍爾效應(yīng)和逆自旋霍爾效應(yīng)，當(dāng)縱向自旋極化流從鐵磁電極流進(jìn)Rashba自旋軌道耦合散射區(qū)域時(shí)，橫向