一維量子波導(dǎo)中的電子自旋輸運(yùn)研究.pdf

1、自旋電子學(xué)起始于1988年Fert和Gruenberg分別獨(dú)立發(fā)現(xiàn)的巨磁阻效應(yīng)(GMR)。自旋電子學(xué)是最近幾年在凝聚態(tài)物理中發(fā)展起來(lái)的新學(xué)科分支，它研究在固體中自旋自由度的有效控制。在半導(dǎo)體自旋電子學(xué)中，自旋軌道耦合(SOI)提供了操縱電子自旋的電學(xué)途徑。 在本文第一章介紹低維納米電子結(jié)構(gòu)、巨磁電阻效應(yīng)、自旋電子學(xué)的發(fā)展、自旋軌道耦合效應(yīng)、自旋注入及自旋電子器件的應(yīng)用。 在論文第二章中我們針對(duì)單通道的平面電子波導(dǎo)，研究電

2、子在周期性的Rashba自旋軌道耦合和弱平面磁場(chǎng)Bin的共同調(diào)制下表現(xiàn)出的自旋輸運(yùn)特性。對(duì)二端口的自旋軌道耦合調(diào)制的量子線體系，在單通道輸運(yùn)區(qū)，僅由自旋軌道耦合不能在輸出流中產(chǎn)生自旋極化。當(dāng)采用一個(gè)適當(dāng)?shù)娜醮艌?chǎng)破壞時(shí)間反演對(duì)稱性時(shí)，理論上可以實(shí)現(xiàn)顯著的自旋極化。Rashba自旋軌道耦合強(qiáng)度的空間周期變化導(dǎo)致具有完全帶隙的能帶結(jié)構(gòu)。施加一個(gè)弱平面磁場(chǎng)Bin會(huì)改變Rashba超晶格的能帶特征。當(dāng)Bin與電子傳播方向的夾角θ取適當(dāng)值時(shí)會(huì)產(chǎn)生局