量子微納結(jié)構(gòu)中彈道電子Goos-Hanchen位移的調(diào)制和自旋分離.pdf

1、隨著半導體制造工藝的不斷發(fā)展，集成光學、大規(guī)模集成電路中的器件特征尺寸已經(jīng)接近納米量級。此時器件中電子表現(xiàn)出明顯的波動性，其工作原理發(fā)生了本質(zhì)的變化，對此領域的研究成為了高新技術和信息產(chǎn)業(yè)進一步發(fā)展的先驅(qū)和支柱。在半導體微納結(jié)構(gòu)中實現(xiàn)對電子束空間位移的調(diào)控以及電子自旋的分離成為當前的研究熱點之一。本論文主要研究量子微納結(jié)構(gòu)中電子束的空間位移。重點討論了利用結(jié)構(gòu)中自旋相關的空間位移實現(xiàn)電子自旋的分離以及外加電場、磁場和Rashba自旋軌道

2、耦合效應對位移的調(diào)制。這些現(xiàn)象為設計新型的自旋器件提供了理論基礎。論文所取得的主要研究成果簡述如下：
　　 1、研究了磁電調(diào)制半導體異質(zhì)結(jié)中電子束的空間位移。研究表明，外加磁場和電場調(diào)制下的半導體異質(zhì)結(jié)中電子束的透射位移不僅僅和入射角、勢壘(勢阱)寬度有關，而且還和外加磁場和電場有密切的關系。因此可以利用外加磁場和電場實現(xiàn)對位移的有效調(diào)制。進一步研究表明，在外加鐵磁條反平行的情況下，透射電子束的空間位移和電子的自旋有關。利用這個

3、自旋相關的位移可以實現(xiàn)對電子束自旋的分離。
　　 2、研究了外加磁場和Rashba效應作用下半導體異質(zhì)結(jié)中電子束的空間位移。Rashba耦合系數(shù)可以通過外加電場來調(diào)控。研究表明，存在Rashba自旋軌道耦合時，無論外加鐵磁條反平行還是平行，透射電子束的空間位移都和電子自旋有關。相對于不存在Rashba效應的情況，這時候可以更有效的實現(xiàn)自旋極化相反電子的分離。為了使得器件在結(jié)構(gòu)上更為簡單而方便工藝上的制備，我們研究了只存在Rash