自旋軌道耦合介觀體系中的自旋Hall效應(yīng)及自旋流.pdf

1、自旋電子學(xué)是當(dāng)前凝聚態(tài)物理中新興的研究領(lǐng)域．在自旋電子學(xué)的研究課題中，有許多基礎(chǔ)的物理問題，例如如何在材料中實(shí)現(xiàn)自旋注入、自旋控制和自旋檢測等。而基于半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)電子自旋軌道耦合的自旋極化輸運(yùn)問題以及其中的自旋霍爾效應(yīng)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(shè)計新一代更高性能電子元件和存儲設(shè)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(yùn)性質(zhì)有很重要的基礎(chǔ)意義和高技

2、術(shù)應(yīng)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(dǎo)體異質(zhì)結(jié)的自旋軌道耦合系統(tǒng)的研究歷史與現(xiàn)狀，包括自旋積累、自旋進(jìn)動、自旋極化輸運(yùn)以及自旋流與自旋霍爾效應(yīng)等。 第二章介紹了半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)中的自旋軌道耦合效應(yīng)，并從能帶理論角度描述了異質(zhì)結(jié)的形成及其量子阱、量子線、量子點(diǎn)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(yīng)的背景知識以及它在理論和實(shí)際應(yīng)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(dǎo)的一些特性．然后我們從經(jīng)典矢量的連續(xù)性方程出發(fā)，通過類比的方法推導(dǎo)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(dá)式。 在第四章中，我們設(shè)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(jié)果的分析，我們不僅得到了與已有文獻(xiàn)相似的結(jié)論，而且發(fā)現(xiàn)了一些新的有趣的現(xiàn)象。這些結(jié)果在自旋流的探測，控制等方面