文档介绍：大连理工大学
硕士学位论文
一维量子波导中的电子自旋输运研究
姓名:张雅
申请学位级别:硕士
专业:凝聚态物理
指导教师:翟峰
20090601
摘要超晶格:自旋轨道耦合;自旋极化;局域带隙自旋电子学起始于年和直鸲懒⒎⑾值木薮抛栊в。自旋电子学是最近几年在凝聚态物理中发展起来的新学科分支,它研究在固体中自旋自由度的有效控制。在半导体自旋电子学中,自旋轨道耦合峁┝瞬僮莸缱幼孕的电学途径。在本文第一章介绍低维纳米电子结构、巨磁电阻效应、自旋电子学的发展、自旋轨道耦合效应、自旋注入及自旋电子器件的应用。在论文第二章中我们针对单通道的平面电子波导,研究电子在周期性的自旋轨道耦合和弱平面磁场墓餐髦葡卤硐殖龅淖孕湓颂匦浴6远的自旋轨道耦合调制的量子线体系,在单通道输运区,仅由自旋轨道耦合不能在输出流中产生自旋极化。当采用一个适当的弱磁场破坏时间反演对称性时,理论上可以实现显著的自旋极化。自旋轨道耦合强度的空间周期变化导致具有完全带隙的能带结构。施加一个弱平面磁场。会改变超晶格的能带特征。当。与电子传播方向的夹角∈当值时会产生局域带隙。电子能量位于局域带隙中时体系只存在两个传播模桓鱿蚯传播,一个往后传播6杂τ诖耍谥芷诘ノ蛔愎欢嗟挠邢蕹Ц裰胁淖孕ɑ大小和极化方向都强烈依赖于恰6杂诟ǖ姆衙啄高于塞曼劈裂能赡茉谀承角的区间内获得最佳的自旋极化。关键词:大连理工大学硕士学位论文
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日期:—盟年—立月三生日学位论文题目:。尽我所知,除文中已经注明引用内容和致谢的地方外,本论文不包含其他个人或集体已经发表的研究成果,也不包含其他已申请作者郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下进行研究学位或其他用途使用过的成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处,本人愿意承担相关法律责任。作者签名:
日期:盟年—厶月旦日学位论文题目::夏重兰歪垒年—上月二尘日大连理工大学学位论文版权使用授权书本人完全了解学校有关学位论文知识产权的规定,在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于大连理工大学,允许论文被查阅和借阅。学校有权保留论文并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印、或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。作者签名:日期:大连理工大学硕士学位论文
绪论低维纳米电子结构自旋电子学是近年来发展起来的微电子学和磁学的交叉学科,主要研究自旋极化电流的注入、控制和检测。自旋电子学的研究有着重要的理论意义,自旋器件在信息科学领域也具有十分广阔的应用前景。自旋电子器件与普通半导体电子器件相比具有非依电性、低功耗和高集成度等优点。纳米尺度一般是指~的范围。纳米科学被认为是固体物理、原子/分子物理学和化学的交叉科学,但是,它既不是包含无限原子的固体物理学向小尺度的简单延伸,也不是描述单个原子和分子的原子/分子物理学向大尺度的简单扩展。纳米科学以包含可数原子的单元或结构为研究对象,研究其中物质的性质、作用和变化规律。这些纳米尺度的单元组成的物质多种多样,例如原子团族、半导体量子点、、半导体异质结构、碳纳米管或生物分子。它们都具有新奇的电磁学,光学和化学特性。进一步利用这种单元尺寸的变化以及控制它们之间的结合方式,可以合成或组成性质独特的纳米结构材料或器件。纳米电子学是纳米科学派生出来的、有丰富内涵的重要分支学科。纳米电子学的基础和研究对象是纳米电子结构体系。如何对该领域进行科学分类目前仍没有成熟的看法。但是,从研究的方法和原来学科的领域看,一种纳米电子结构体系是现代半导体电子结构的延伸,采用先进的半导体技术制造;另一种类型的纳米电子结构是非半导体结构,例如金属隧道结。年,一书中指出,纳米尺度的工程需要发展复杂的仪器,它能够像我们的眼睛和手一样在纳米世界中工作。预计最有希望获得实用化的纳米电子技术是作为现在半导体制造技术自然延伸的纳米制造技术。实际上,现代微电子制造技术已经能够制造纳米尺度的电子结构。在半导体材料和平面化集成电路制造技术的领域里,量子限制可以通过两种不同的方法、在两个不同方向实现:一是通过外延生长非均质层的结构,产生垂直于衬底平面的量子化效应;二是应用超精细光刻技术,制造横向的限制图形。历史上,量子限制结构首先是通过在半导体衬底上生长异质层结构实现的。在这样的结构中,异质界面处的导带边和价带边呈现不连续的连接。第一种能出现量子化效应的人造限制系统是人