鐵磁、肖特基金屬和半導(dǎo)體復(fù)合納米結(jié)構(gòu)中的電子自旋過(guò)濾.pdf

1、自旋電子學(xué)是一門新興的交叉學(xué)科,其主旨是對(duì)固態(tài)系統(tǒng)中的自旋自由度進(jìn)行有效的操作和調(diào)控,將自旋自由度和半導(dǎo)體工藝相結(jié)合制造新型的自旋電子器件。利用電子的自旋來(lái)制造自旋電子器件的前提條件是使半導(dǎo)體中的電子發(fā)生自旋極化以及半導(dǎo)體納米結(jié)構(gòu)中電子自旋的限域和輸運(yùn)。本論文將就鐵磁、肖特基金屬和半導(dǎo)體復(fù)合納米結(jié)構(gòu)中電子的自旋輸運(yùn)問(wèn)題在理論上作較為深入、系統(tǒng)的研究。
　　全文共五章。第一章為緒論部分,簡(jiǎn)要介紹了自旋電子學(xué)的研究領(lǐng)域,主要包括實(shí)驗(yàn)上

2、和理論上需要解決的重大問(wèn)題,目前的研究進(jìn)展以及在半導(dǎo)體儀器方面的應(yīng)用前景等。然后,介紹磁調(diào)制半導(dǎo)體納米結(jié)構(gòu)的制備及磁調(diào)制半導(dǎo)體納米結(jié)構(gòu)中電子自旋輸運(yùn)的研究動(dòng)態(tài)。
　　第二章研究了由Guo等人提出的自旋過(guò)濾器中,器件的結(jié)構(gòu)參數(shù)(如鐵磁條帶的寬度和厚度,肖特基金屬條帶的寬度,兩條帶之間的間距等)對(duì)電子自旋過(guò)濾性質(zhì)的影響。該自旋過(guò)濾器可以通過(guò)在半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)表面上沉積納米尺度的鐵磁條帶和肖特基金屬條帶來(lái)實(shí)現(xiàn)。研究表明,電子的自旋過(guò)濾特性與

3、鐵磁條帶和肖特基金屬條帶的結(jié)構(gòu)尺度及位置密切相關(guān),因此該器件中存在量子尺寸效應(yīng)。此外,的研究還發(fā)現(xiàn),電子的自旋極化率會(huì)隨著電壘高度(由施加在肖特基金屬條帶上的電壓產(chǎn)生)的變化劇烈變化。因此可以通過(guò)調(diào)節(jié)施加在肖特基金屬條帶上的電壓來(lái)調(diào)控該自旋過(guò)濾器中電子的自旋極化行為。
　　第三章,在前一章的基礎(chǔ)上研究了偏壓對(duì)該自旋過(guò)濾器中電子自旋極化特性的影響。研究結(jié)果顯示,偏壓不僅能明顯改變電子的自旋極化率而且還能使自旋極化的符號(hào)發(fā)生變化。因此

4、可以通過(guò)調(diào)節(jié)施加在該器件上的偏壓來(lái)調(diào)控該器件中電子的自旋極化率,制造一個(gè)偏壓可調(diào)的電子自旋過(guò)濾器。
　　第四章中,通過(guò)在前面的自旋過(guò)濾器上再沉積一條鐵磁條帶,對(duì)該自旋過(guò)濾器進(jìn)行了進(jìn)一步優(yōu)化,提出了另一個(gè)電子自旋過(guò)濾器,同時(shí)在該器件上施加偏壓,探究了偏壓對(duì)該器件中電子自旋極化特性的影響。研究發(fā)現(xiàn),該自旋過(guò)濾器中電子的自旋極化率與偏壓密切相關(guān)。這一結(jié)果暗示人們可以通過(guò)調(diào)節(jié)施加在該器件上的偏壓來(lái)改變電子的自旋極化率,這對(duì)制作偏壓可調(diào)的電