自旋軌道耦合的二維電子氣中自旋輸運(yùn)相關(guān)性質(zhì)的研究.pdf

1、自旋電子學(xué)是近年來(lái)凝聚態(tài)物理中飛速發(fā)展的前沿學(xué)科領(lǐng)域之一，它是以研究介觀和微觀尺度范圍內(nèi)自旋極化電子的輸運(yùn)特性(包括自旋極化、自旋相關(guān)的散射與自旋弛豫等)以及基于它的這些獨(dú)特性質(zhì)而設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)的在新的輸運(yùn)機(jī)理下工作的功能器件為主要內(nèi)容的一門(mén)新的交叉學(xué)科。自旋軌道耦合是影響常見(jiàn)的半導(dǎo)體材料自旋調(diào)控和弛豫的重要物理機(jī)理，因此是半導(dǎo)體自旋電子學(xué)器件應(yīng)用值得考慮的可能因素。近年來(lái)，國(guó)際上關(guān)于半導(dǎo)體中自旋軌道耦合引致的各種新奇的物理現(xiàn)象進(jìn)行了研究并

2、取得了許多重要的進(jìn)展，如本征自旋霍爾效應(yīng)等。這些研究為在半導(dǎo)體中產(chǎn)生自旋流提供了新的途徑，并為未來(lái)的全電操縱的自旋電子學(xué)器件提供了物理基礎(chǔ)。本文主要研究了二維電子氣在自旋軌道耦合影響下一些相關(guān)性質(zhì)的研究，主要包括：外磁場(chǎng)對(duì)螺旋自旋(SpinHelix)壽命的影響，各向異性的磁性雜質(zhì)對(duì)反?；魻栯妼?dǎo)率的影響以及各向異性的磁性雜質(zhì)對(duì)自旋極化情況的影響。
　　 第一章在概述自旋電子學(xué)發(fā)展趨勢(shì)的基礎(chǔ)上，首先簡(jiǎn)單介紹了二維電子氣中自旋軌道耦

3、合的主要模型：Rashba，Dresselhaus型自旋軌道耦合作用，接著介紹了自旋流以及自旋流產(chǎn)生的一些物理效應(yīng)，然后概述了由于自旋軌道耦合所產(chǎn)生的自旋霍爾現(xiàn)象，以及對(duì)該現(xiàn)象的產(chǎn)生所作出的不同的解釋，包括本征自旋霍爾效應(yīng)和非本征自旋霍爾效應(yīng)，并簡(jiǎn)單介紹了二維電子氣中自旋霍爾效應(yīng)的檢測(cè)和應(yīng)用。最后闡明了本論文的主要內(nèi)容和意義。
　　 第二章在簡(jiǎn)單介紹螺旋自旋(spin Helix)的基礎(chǔ)上，主要探討了存在螺旋自旋的兩種不同的自旋

4、軌道耦合的二維電子氣中，即同時(shí)存在相等耦合強(qiáng)度的Rashba和Dresse[haus自旋軌道耦合體系和[110]型Dresselhaus自旋軌道耦合體系中，不同方向的外磁場(chǎng)對(duì)螺旋自旋壽命的影響情況。
　　 第三章基于久保公式和格林函數(shù)的方法，采用梯形近似，計(jì)算了各向異性的磁性雜質(zhì)對(duì)自旋極化的頂角修正項(xiàng)，從而討論了各向異性的磁性雜質(zhì)對(duì)Rashba型自旋軌道耦合的二維電子體系總的自旋極化的影響，除了討論對(duì)極化強(qiáng)度的影響，還討論了磁性