Rashba自旋軌道耦合量子線中的持續(xù)自旋流.pdf

1、自旋電子學是一門研究如何利用電子的自旋屬性進行信息存儲、信息處理與信息傳輸?shù)目茖W，屬于納米電子學的一個新的熱門分支?；诎雽w異質(zhì)結(jié)中電子自旋軌道耦合的自旋極化輸運、自旋流和自旋Hall效應正逐漸成為一個熱門的研究領(lǐng)域，特別足在沒有外磁場的情況下，如何控制電子的自旋及自旋流在設(shè)計新的量子比特和存儲設(shè)備中就顯得非常重要。藎于半導體異質(zhì)結(jié)的介觀系統(tǒng)(人工低維量子結(jié)構(gòu))，如量子線、量子點等將是未來納米電路中的重要組成部分。因此，研究含有自旋軌

2、道耦合量子線中的自旋流具有重要的藎礎(chǔ)意義和高技術(shù)應用背景。 本文采用有效質(zhì)量自由電子模型，并利用最近提出的一種新的關(guān)于自旋流的正確定義，研究了含有Rashba自旋軌道耦合的無限長量子線中的持續(xù)自旋流，得到了一些新的有意義的結(jié)果。 全文共分為五章。 第一章和第二章簡要地介紹了閃鋅礦結(jié)構(gòu)半導體及其異質(zhì)結(jié)中電子自旋軌道耦合作用的起源及其對自旋極化輸運的影響的研究歷史與現(xiàn)狀，包括自旋軌道耦合的類型和物理根源、自旋積累、自

3、旋進動、自旋激化輸運以及自旋流與自旋Hall效應等。 第三章中足我們自己的工作。我們系統(tǒng)地研究了一個無限長的含有Rashba自旋軌道耦合的量子線系統(tǒng)中的持續(xù)自旋流．通過采用自由電子近似模型，我們利用新的關(guān)于自旋流的正確定義，通過解析分析和數(shù)值舉例，發(fā)現(xiàn)這種具有白旋軌道耦合的系統(tǒng)中的自旋流的不同分量對自旋軌道耦合強度的變化呈現(xiàn)出不同的敏感程度．基于這一特性，我們就可以找到一種設(shè)計新的量子比特的方法，并可以用它來設(shè)計一種新的量子存儲