多端二維系統(tǒng)的輸運特性研究.pdf

1、近年來，有關(guān)介觀體系輸運方面的研究工作大都是以半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)為研究對象，考慮自旋軌道耦合，研究系統(tǒng)的自旋霍爾效應(yīng)，或進(jìn)行自旋流的測量等等。本文主要在二維電子氣系統(tǒng)中考慮Rashba與Dressehaus自旋軌道耦合作用，研究其對Nernst效應(yīng)和自旋Nernst效應(yīng)等熱電效應(yīng)的影響。論文內(nèi)容如下:
　　第一章首先簡單介紹介觀體系及其熱電特性，如Nernst效應(yīng)等，然后從自由電子的Dirac方程出發(fā)推導(dǎo)Rashba和Dresselha

2、us自旋軌道耦合作用，最后介紹研究介觀輸運的Landauer-Büttiker公式。
　　第二章介紹本文所采用的數(shù)值計算方法——有限差分法和表面格林函數(shù)法。作為例子用有限差分法具體求解了一維諧振子的本征值與本征方程;從格林函數(shù)的定義出發(fā)詳細(xì)推導(dǎo)出表面格林函數(shù)，并用其求得理想石墨烯納米帶的電導(dǎo)以及能帶結(jié)構(gòu)。
　　在第三章，我們同時考慮Rashba與Dressehaus自旋軌道耦合作用，研究四端二維電子氣系統(tǒng)的熱電效應(yīng)——Ner

3、nst效應(yīng)和自旋Nernst效應(yīng)，數(shù)值計算并分析發(fā)現(xiàn):
　　(1)當(dāng)散射區(qū)和電極都存在自旋軌道耦合且兩種自旋軌道耦合強(qiáng)度一樣時，Nernst系數(shù)的峰不發(fā)生劈裂，當(dāng)耦合強(qiáng)度不一樣時，Nernst系數(shù)的峰劈裂，且劈裂的程度與自旋軌道耦合強(qiáng)度差值有關(guān)，當(dāng)這兩種自旋軌道耦合強(qiáng)度大小互換時，曲線完全一樣，不影響峰的位置，得出Rashba與Dressehaus自旋軌道耦合對Nernst效應(yīng)的影響處于同等的地位;
　　(2)當(dāng)只有散射區(qū)存

4、在自旋軌道耦合且兩種自旋軌道耦合強(qiáng)度一樣時，由于電極與中間區(qū)域存在的分界面引起了電子的散射，從而在Nernst系數(shù)共振峰旁邊出現(xiàn)了一個子峰，說明Nernst效應(yīng)可以反映與中間區(qū)域相連導(dǎo)線的電子態(tài)密度。當(dāng)自旋軌道耦合Rashba與Dressehaus強(qiáng)度不相等時，出現(xiàn)自旋Nernst效應(yīng)，隨著磁場倒數(shù)1/B的增加，自旋Nernst系數(shù)振蕩的幅度也在變大，在較大自旋軌道耦合或者較小的磁場下，自旋Nernst效應(yīng)越強(qiáng)，分析認(rèn)為這是由于磁場的作