介觀環(huán)中帶有量子門的自旋相關的電子傳輸理論研究.pdf

1、本碩士論文主要研究帶有量子門介觀環(huán)中自旋相關電子傳輸的相移以及量子門對介觀環(huán)器件電導振蕩的調控機制。這是當前相位敏感量子輸運的研究熱點之一。本工作包括兩個方面： 第一個工作是研究了加在量子門上外磁場對自旋極化電導AB振蕩的影響。根據量子波導理論，電子的傳輸系數可以表示為穿過環(huán)中心的磁通量、調制外磁場和入射電子費米能量的函數。數值計算表明，當量子門中電子的Zeeman能量和其中一個本征態(tài)的能量相等時，AB環(huán)的電導與磁通量無關，是一

2、個恒定值。改變調控磁場，使電子Zeeman能量跨過量子門本征能級時，就會發(fā)生自旋極化AB振蕩的相位有π的突變。當電子的Zeeman能量處于兩個相鄰的本征態(tài)的能級之間時，極化電導的振蕩是同相位的。這與以前模型的研究結果一致。而我們的研究發(fā)現電導有一個新的特征：對于入射電子的費米能量為特殊值kflc=(4m-2)π或4mπ(m是正整數)時、量子門中自旋態(tài)電子的Zeeman能量等于它本征態(tài)的能量時，自旋極化電子將處于一個恒定的全透射狀態(tài)(Tμ

3、=1)或全反射狀態(tài)(Tμ=0)。在這種情況下，當Zeeman能量跨過量子門的本征能級時，電導的AB振蕩沒有相位π的突變，是同位相的。這是一類新的電導AB振蕩，它是由電子波在該系統(tǒng)中的量子干涉而引起的。其相位特征與以前別人研究的結論不同。除此之外，研究了電場調控的量子門的AB環(huán)自旋極化的傳輸。電場是一種在實驗上易于實現的調控方式。通過電場調控量子門，同樣可以操縱和控制介觀結構環(huán)中自旋極化的傳輸。 第二個工作是研究通過帶有量子門Ah

4、aronov-Casher(AC)環(huán)的電導自旋極化振蕩。發(fā)現在AC環(huán)中，自旋相關電導和極化度的關系與AB環(huán)有類似的結果。在AC環(huán)中，自旋向上電子的Zeeman能量等于量子門本征能級的能量時，它的電導處于一個恒定值，與織構電場強度產生的AC相移無關。在這種情況下，總的電導呈現自旋向下極化的AC振蕩。另外，當自旋向上電子的Zeeman能量大于費米能量時，電導AC振蕩會出現自旋向下電導相同的特征。另外發(fā)現在絕熱量子相范圍內，極化電導呈現周期性