非磁性半導(dǎo)體多層結(jié)構(gòu)中的自旋極化隧穿研究.pdf

1、本文在有效質(zhì)量近似下,以非磁性半導(dǎo)體材料 GaSb生長(zhǎng)而成的多層結(jié)構(gòu)作為研究對(duì)象,計(jì)入k3 Dresselhaus自旋軌道耦合效應(yīng),研究了自旋極化共振隧穿的相關(guān)問(wèn)題;透射系數(shù)、隧穿壽命、極化率等。首先,研究了對(duì)稱(chēng)雙勢(shì)壘結(jié)構(gòu) AlxGa1-xSb(x=0.15／0.3／0／0.3／0.15)中電子自旋極化輸運(yùn)的動(dòng)力學(xué)特性.考慮 k3 Dresselhaus自旋軌道耦合效應(yīng),結(jié)合轉(zhuǎn)移矩陣和龍格-庫(kù)塔方法來(lái)解含時(shí)薛定諤方程,進(jìn)而討論了電子在此

2、結(jié)構(gòu)中的透射系數(shù)、隧穿壽命與極化率等問(wèn)題.研究發(fā)現(xiàn),計(jì)入k3 Dresselhaus自旋軌道耦合項(xiàng)后,不同自旋態(tài)電子的共振透射峰發(fā)生了劈裂,自旋向上和自旋向下電子分別在各自共振能量處出現(xiàn)共振峰,電子以這些共振能級(jí)為入射能量時(shí),將出現(xiàn)100％的極化；而且自旋向上和自旋向下電子的構(gòu)建時(shí)間和逃逸時(shí)間不同,這可能是造成自旋極化的原因.當(dāng)在不同自旋態(tài)電子的共振能級(jí)下入射時(shí),經(jīng)歷一定時(shí)間以后,都達(dá)到穩(wěn)定的完全極化。另外,還研究了對(duì)稱(chēng)多勢(shì)壘結(jié)構(gòu)GaS

3、b／Al0.3Ga0.7Sb中勢(shì)壘個(gè)數(shù)N對(duì)透射系數(shù)的影響,及在Dresselhaus自旋軌道耦下的電子自旋極化隧穿.研究表明,由于周期結(jié)構(gòu)中的阱間耦合,電子的共振能級(jí)發(fā)生劈裂.對(duì)應(yīng)勢(shì)壘個(gè)數(shù) N時(shí),將劈裂成 N-1個(gè)共振峰.另外,計(jì)入Dresselhaus自旋軌道耦合效應(yīng)的影響,透射曲線出現(xiàn)明顯的自旋劈裂,自旋向下電子對(duì)應(yīng)的共振峰向低能區(qū)移動(dòng),而自旋向上電子對(duì)應(yīng)的共振峰向高能區(qū)移動(dòng).并且二者都隨勢(shì)壘個(gè)數(shù)的增加而出現(xiàn)劈裂,劈裂的原則與非自旋