量子點(diǎn)器件中由自旋偏壓誘導(dǎo)的自旋輸運(yùn).pdf

1、半導(dǎo)體量子點(diǎn)是準(zhǔn)零維的介觀結(jié)構(gòu)，其中的載流子（如:電子）受到量子束縛而具有分立的能級和較強(qiáng)的庫侖相互作用，這使得單個量子點(diǎn)的電子特性類似于自然界的原子，而被稱為“人造原子”。與單個量子點(diǎn)相比，量子點(diǎn)分子結(jié)構(gòu)具有更多的結(jié)構(gòu)參數(shù)可以調(diào)控，其所實(shí)現(xiàn)的豐富的物理效應(yīng)可作為未來量子信息及量子計(jì)算等納米電子學(xué)功能器件的物理基礎(chǔ)，量子點(diǎn)分子結(jié)構(gòu)的電子輸運(yùn)特性是目前關(guān)于量子點(diǎn)研究的熱點(diǎn)方向。本文采用非平衡態(tài)格林函數(shù)方法，對平行雙量子點(diǎn)中的電子以及自旋輸

2、運(yùn)性質(zhì)進(jìn)行了較為系統(tǒng)的理論研究，得到了一些有意義的結(jié)果。本論文工作開展如下兩個方面的理論研究:
　　一方面，我們通過考慮源電極的自旋偏來研究雙量子點(diǎn)ABF干涉儀中自旋極化電子的輸運(yùn)，我們發(fā)現(xiàn)自旋偏壓調(diào)整了非共振通道的電子輸運(yùn)，驅(qū)動了漏極的電荷流和自旋流。同時，在共振通道的量子點(diǎn)出現(xiàn)明顯的由自旋偏壓誘導(dǎo)的自旋積累，這種特性是嚴(yán)格依賴于點(diǎn)內(nèi)庫侖相互作用。此外，當(dāng)在源電極和漏極引入偏壓時，通過改變偏壓的振幅對漏極的電流和共振通道量子點(diǎn)的

3、自旋積累進(jìn)行有效的操控，包括電流和自旋積累方向和振幅的改變。
　　另一方面，在理論上，通過三終端三量子點(diǎn)環(huán)來研究電子輸運(yùn)。在一個單獨(dú)的量子點(diǎn)上引入局域的Rashba自旋軌道相互作用，我們發(fā)現(xiàn)在一個終端的自旋偏壓明顯的驅(qū)動了另一終端的電荷流，而且振幅相同，方向相反。這意味著在這樣的結(jié)構(gòu)中，可以通過電荷流的屬性來測量自旋偏壓。與此同時，通過自旋偏壓誘導(dǎo)的自旋輸運(yùn)顯著。當(dāng)引用磁通量時，我們發(fā)現(xiàn)它在操控電荷輸運(yùn)和自旋輸運(yùn)方面是非常重要的。