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硅烯基铁磁电极超导双势垒异质结中的量子输运

黄晓燕  
【摘要】:硅烯是一种由硅原子呈蜂窝状排列而成的类石墨烯二维材料,无论在实验上还是理论上均引起了人们的广泛关注.在本文中,我们主要研究硅烯基铁磁电极超导双势垒异质结中的量子输运,主要结果概述如下:首先,我们研究了硅烯基铁磁电极超导双势垒(F/SDB/F)隧穿结中的局域和非局域输运.利用传递矩阵方法对交叉Andreev反射(CAR)、局域和非局域微分电导进行了数值计算.我们发现,随着入射能量的增加,可以在铁磁电极磁化方向平行构型下获得纯弹性共隧穿(EC)过程,在反平行构型下获得纯CAR过程,并且纯EC过程和纯CAR过程的区域宽度可以通过交换劈裂能进行调制;随着外电场的增加,在铁磁电极磁化方向反平行构型下的CAR微分电导在低电场区域内出现了一个平台结构.非局域微分电导随着超导能隙的增加呈现出单调减小的变化行为,并且超导能隙较大时,非局域输运过程将受到抑制.另外,CAR、局域和非局域微分电导随着超导垒高和绝缘垒高的增加呈现周期性振荡,随着绝缘区域宽度的增加则呈现典型的准周期振荡.其次,我们研究了硅烯基超导双势垒铁磁(SDBF)双结中的局域和非局域输运.利用传递矩阵方法对CAR、局域和非局域微分电导进行了数值计算.我们发现,随着入射能量的增加,铁磁磁化方向无论是平行构型还是反平行构型均可以获得纯EC过程,且纯EC过程的区域宽度相对于中间铁磁交换劈裂能具有鲁棒性;CAR、局域和非局域微分电导关于外电场呈现出对称性,CAR微分电导随着超导能隙增加先增大后减小,局域微分电导先减小后增大,非局域微分电导则呈现出单调减小的变化行为,并且铁磁磁化方向平行构型和反平行构型下的CAR、局域和非局域微分电导对中间铁磁交换劈裂能呈现出相反的依赖关系.另外,CAR、局域和非局域微分电导随着超导垒高和绝缘垒高的增加呈现出周期性振荡行为,中间铁磁交换劈裂能的增加可以导致平行构型下的局域和非局域微分电导峰发生劈裂.但是,CAR、局域和非局域微分电导随着中间铁磁区域宽度的增加则呈现典型的准周期振荡.


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