在納米線的雙量子點中由受限聲子導(dǎo)致的自旋弛豫的電操控.pdf

1、自旋電子學(xué)是一門以自旋自由度為載體進(jìn)行信息存儲、處理和傳輸?shù)膶W(xué)科，并且以發(fā)展具有速度快、能耗低、集成度高、穩(wěn)定性好等優(yōu)點的自旋電子器件為目標(biāo)。自旋弛豫是自旋電子學(xué)中的一個普遍現(xiàn)象，對其的研究具有重要的基礎(chǔ)理論意義以及對相關(guān)的自旋電子器件設(shè)計有指導(dǎo)意義。在本論文中，我們主要集中研究在雙量子點鐘由準(zhǔn)一維的受限聲子導(dǎo)致的電子自旋弛豫和在介觀體系中的自旋過濾。
　　 在電子自旋弛豫的研究中，我們理論上用運動學(xué)方法計算了在納米線上的半導(dǎo)體

2、雙量子點中由受限聲子導(dǎo)致的電子自旋弛豫率，發(fā)現(xiàn)在這樣的系統(tǒng)中可以通過外加電場有效的調(diào)控電子的自旋弛豫率。由于電場、磁場以及自旋軌道耦合作用的共同作用，電子的最低兩個激發(fā)態(tài)存在反交叉。在反交叉點附近，電子的能級和自旋態(tài)可以通過調(diào)節(jié)電場進(jìn)行有效調(diào)控。在自旋弛豫率隨電場強度變化的過程中，存在很多尖銳的峰值，這是由受限聲子在vanHove奇點處有很大的態(tài)密度導(dǎo)致的。當(dāng)具有相反自旋態(tài)的電子能級差為某些vanHove奇點對應(yīng)的聲子能量時，有效自旋弛

3、豫率出現(xiàn)峰值。這一特性表明納米線上的雙量子點可以用作電操作的自旋開關(guān)。并且，它比量子阱中的雙量子點更靈敏，應(yīng)用更廣泛。我們計算了在反交叉點處，自旋弛豫率隨溫度的變化，它有一個平緩的峰。我們也利用費米黃金規(guī)則方法計算自旋弛豫率，發(fā)現(xiàn)在自旋軌道耦合很大或者由于反交叉導(dǎo)致自旋混合較大的情況下，自旋弛豫率和軌道弛豫率可以向比較，費米黃金規(guī)則方法計算自旋弛豫率已不適用，必須用運動學(xué)方程的方法。
　　 在介觀問題的研究中，我們利用遞推格林函

4、數(shù)的方法計算電子通過周期性Rashba自旋軌道耦合調(diào)制作用下波導(dǎo)管的透射率。與轉(zhuǎn)移矩陣方法相比較，遞推格林函數(shù)方法的優(yōu)點是可以計算加入安德森無序后的電子透射率，從而討論器件的皮實性。這里我們只研究一個模在上述波導(dǎo)管中傳播，而且注入的是自旋極化電子（自旋向上）。我們看到電子的透射率在隨費米能量變化的過程中，出現(xiàn)了間隙（透射率T約為0），而在其他的能量區(qū)間透射率很大（T約為1）。同樣的，電子的透射率在隨Rashba強度變化時，也出現(xiàn)了間隙。