自旋軌道耦合介觀體系中的自旋Hall效應及自旋流.pdf

1、自旋電子學是當前凝聚態(tài)物理中新興的研究領域．在自旋電子學的研究課題中，有許多基礎的物理問題，例如如何在材料中實現自旋注入、自旋控制和自旋檢測等。而基于半導體異質結電子自旋軌道耦合的自旋極化輸運問題以及其中的自旋霍爾效應與自旋流則越來越成為其中一個熱門的研究課題，特別是在沒有外磁場的介觀體系中控制電子的自旋以及自旋流在設計新一代更高性能電子元件和存儲設備中顯得非常重要。因此，研究含自旋軌道耦合介觀體系的自旋輸運性質有很重要的基礎意義和高技

2、術應用背景。 全文共分為五章。 第一章簡要介紹基于閃鋅礦化合物半導體異質結的自旋軌道耦合系統(tǒng)的研究歷史與現狀，包括自旋積累、自旋進動、自旋極化輸運以及自旋流與自旋霍爾效應等。 第二章介紹了半導體異質結中的自旋軌道耦合效應，并從能帶理論角度描述了異質結的形成及其量子阱、量子線、量子點的制備和用途。 在第三章中，我們首先闡述了介觀系統(tǒng)中自旋Hall效應的背景知識以及它在理論和實際應用方面的重大意義，并在一個有

3、限的二維電子氣系統(tǒng)中具體討論了自旋Hall電導的一些特性．然后我們從經典矢量的連續(xù)性方程出發(fā)，通過類比的方法推導出了一個較為合理的自旋流的定義，并利用此定義得出了自旋軌道耦合系統(tǒng)中自旋流密度的表達式。 在第四章中，我們設計了一個含有Dresselhaus自旋軌道耦合的無限長量子線系統(tǒng)，研究了此系統(tǒng)中的持續(xù)自旋流．通過對結果的分析，我們不僅得到了與已有文獻相似的結論，而且發(fā)現了一些新的有趣的現象。這些結果在自旋流的探測，控制等方面