一維量子波導中的電子自旋輸運研究.pdf

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

2、子在周期性的Rashba自旋軌道耦合和弱平面磁場Bin的共同調(diào)制下表現(xiàn)出的自旋輸運特性。對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。當采用一個適當?shù)娜醮艌銎茐臅r間反演對稱性時，理論上可以實現(xiàn)顯著的自旋極化。Rashba自旋軌道耦合強度的空間周期變化導致具有完全帶隙的能帶結(jié)構(gòu)。施加一個弱平面磁場Bin會改變Rashba超晶格的能帶特征。當Bin與電子傳播方向的夾角θ取適當值時會產(chǎn)生局