量子微納結(jié)構(gòu)中彈道電子Goos-Hanchen位移的調(diào)制和自旋分離.pdf

1、隨著半導(dǎo)體制造工藝的不斷發(fā)展，集成光學(xué)、大規(guī)模集成電路中的器件特征尺寸已經(jīng)接近納米量級(jí)。此時(shí)器件中電子表現(xiàn)出明顯的波動(dòng)性，其工作原理發(fā)生了本質(zhì)的變化，對(duì)此領(lǐng)域的研究成為了高新技術(shù)和信息產(chǎn)業(yè)進(jìn)一步發(fā)展的先驅(qū)和支柱。在半導(dǎo)體微納結(jié)構(gòu)中實(shí)現(xiàn)對(duì)電子束空間位移的調(diào)控以及電子自旋的分離成為當(dāng)前的研究熱點(diǎn)之一。本論文主要研究量子微納結(jié)構(gòu)中電子束的空間位移。重點(diǎn)討論了利用結(jié)構(gòu)中自旋相關(guān)的空間位移實(shí)現(xiàn)電子自旋的分離以及外加電場(chǎng)、磁場(chǎng)和Rashba自旋軌道

2、耦合效應(yīng)對(duì)位移的調(diào)制。這些現(xiàn)象為設(shè)計(jì)新型的自旋器件提供了理論基礎(chǔ)。論文所取得的主要研究成果簡述如下：
　　 1、研究了磁電調(diào)制半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)中電子束的空間位移。研究表明，外加磁場(chǎng)和電場(chǎng)調(diào)制下的半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)中電子束的透射位移不僅僅和入射角、勢(shì)壘(勢(shì)阱)寬度有關(guān)，而且還和外加磁場(chǎng)和電場(chǎng)有密切的關(guān)系。因此可以利用外加磁場(chǎng)和電場(chǎng)實(shí)現(xiàn)對(duì)位移的有效調(diào)制。進(jìn)一步研究表明，在外加鐵磁條反平行的情況下，透射電子束的空間位移和電子的自旋有關(guān)。利用這個(gè)

3、自旋相關(guān)的位移可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電子束自旋的分離。
　　 2、研究了外加磁場(chǎng)和Rashba效應(yīng)作用下半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)中電子束的空間位移。Rashba耦合系數(shù)可以通過外加電場(chǎng)來調(diào)控。研究表明，存在Rashba自旋軌道耦合時(shí)，無論外加鐵磁條反平行還是平行，透射電子束的空間位移都和電子自旋有關(guān)。相對(duì)于不存在Rashba效應(yīng)的情況，這時(shí)候可以更有效的實(shí)現(xiàn)自旋極化相反電子的分離。為了使得器件在結(jié)構(gòu)上更為簡單而方便工藝上的制備，我們研究了只存在Rash