收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

铁磁近邻作用下二维电子气体系的自旋相关输运研究

王海艳  
【摘要】:二维电子气是在二维平面内能自由运动,而垂直于该平面方向运动受限的电子系统,它的独特性质使其成为凝聚态物理领域中研究热点之一.本文采用转移矩阵方法,分别对半导体异质结、石墨烯和拓扑绝缘体表面几种典型二维电子气体系在铁磁近邻作用下的自旋相关输运问题进行了较系统的研究,旨在为纳米电子器件和自旋量子器件的设计提供物理基础. 全文共分为六章.第一章为绪论,简要介绍了几种典型二维电子气体系的实现及实验制备,以及它们的物理性质和应用背景.第二章,我们详细介绍了介观输运研究中常用的转移矩阵方法. 第三章,我们根据薛定谔方程,研究半导体异质结二维电子气在外加两个不对称磁垒作用下的自旋相关输运性质.结果表明:不一致的磁垒可以使体系电导自旋分离,进而导致隧穿磁阻的自旋分离;磁垒间隔越小,不对称性越明显,自旋分离也越明显.因此,通过适当调节外加磁垒的结构参数,可以获得自旋明显分离的电导和磁阻. 第四章,我们从Dirac方程出发,分别研究了石墨烯和扶手椅型边缘石墨烯纳米条带在两个可调磁垒作用下的自旋相关输运性质.结果表明:当两磁垒相对高度差较大时,体系低能量区域禁止导通,且反平行情况下的透射谱不再关于入射角对称;当两磁垒间隔增大时,中间区域左行波和右行波的干涉增强使透射谱更加离散化.当磁垒宽度变大时,由于衰减态的存在,凡是衰减长度小于势垒宽度的电子波将不能透过势垒.相应地,体系的隧穿电导和磁阻随结构参数变化的特征与透射谱一致,磁垒绝对和相对高度的增强或磁垒宽度变大都会使得电导减小,磁阻增大,而磁垒间隔增大只是导致电导和磁阻振荡加强.扶手椅型石墨烯条带在磁垒作用下的输运特性是:横向受限导致横向波矢离散化,所以磁化平行和反平行构型下体系都呈现出平台电导,由此导致了平台磁阻.同时,条带宽度不同,其能带结构和输运电导的特征也不相同. 第五章是我们研究的重点内容.利用转移矩阵方法,我们研究了电磁复合超晶格作用下三维拓扑绝缘体表面的能带结构和输运性质,以及电子自旋极化的分布.结果表明:由于磁化方向从平行到反平行造成势垒的结构差异,在同样的能量窗口,反平行构型下子能级的数目多于平行情况.当磁垒足够强时,平行和反平行构型下低能量区域子能带都几乎平行于坐标轴,这意味着传输速度趋于零,所以电子的传输将被禁止.而电垒的变化对体系能带结构影响不大.体系的透射通道数目与能带结构是一致的,磁垒增强时反平行情况下存在更宽的禁止导通区域.电垒增强时,当能量与电垒高度匹配时,只存在小角度入射的透射通道.此外,我们还研究了表面电子的自旋极化分布.在动量空间,其自旋极化分布表明反射电子和透射电子出现的能量区域与透射谱都是相对应的.由于自旋与动量的锁定,反射电子自旋极化取向相对于入射电子旋转一个角度,而透射电子与入射电子一致.但在坐标空间,入射区域电子平面内自旋极化只随纵坐标周期性变化,但z分量不为零,打破了自旋平面的锁定.在透射区只有透射波,因此该区域内电子自旋极化取向与坐标无关,只随入射电子取向而变化. 第六章,我们对本文的工作进行了总结和归纳,并对二维电子气体系在铁磁近邻作用下的输运研究进行了展望.


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 赵辉;王向群;杜晓波;于涛;王冬梅;董义;张艳香;;TiO_2复合对La_(2/3)(Ca_(0.65)Ba_(0.35))_(1/3)MnO_3电输运和磁电阻效应的影响[J];吉林大学学报(理学版);2008年04期
2 胡昆明;再论交换积分[J];商丘师范学院学报;1994年S2期
3 黄宝歆,刘宜华,原晓波,王成建,陈卫平,张汝贞,梅良模;La_(0.67)Sr_(0.33)MnO_3中Bi的掺杂效应[J];功能材料与器件学报;2004年03期
4 赵辉;王向群;杜晓波;于华民;张建;;La_(2/3)(Ca_(0.65)Ba_(0.35))_(1/3)MnO_3/0.035TiO_(2/x)CuO复合体系电输运和磁电阻效应研究[J];低温物理学报;2011年01期
5 周书华,周静,孟秋英;自旋相关的Λ超子与核子间张量相互作用的首次观测[J];物理;2005年09期
6 傅元勇;周书华;T.Koike;S.Kinoshita;Y.Ma;Y.Miura;K.Miwa;Y.Miyagi;K.Shirotori;T.Suzuki;H.Tamura;K.Tsukada;M.Ukai;K.Futatsukawa;K.Hosomi;M.Kawai;M.Mimori;N.Terada;N.Maruyama;K.Aoki;H.Fujioka;Y.Kakiguchi;T.Nagae;D.Nakajima;H.Noumi;T.Takahashi;T.N.Takahashi;A.Toyota;M.Dairaku;T.Fukuda;S.Minami;W.Imoto;S.Ajimura;K.Tanida;;_Λ~(12)C和_Λ~(11)B超核的γ谱学研究[J];中国原子能科学研究院年报;2007年00期
7 范洪义,杨震山;计入次近邻作用的─维点阵的定"长"比热[J];大学物理;1996年12期
8 曾以成,向福元;透过磁垒的波矢相关电子隧道效应[J];湘潭大学自然科学学报;1997年01期
9 米仪琳;赵小青;王兰;;自旋相关的夸克分布[J];北方工业大学学报;2006年03期
10 花修坤,李振亚;自旋相关的电子隧穿和自旋极化[J];大学物理;2002年04期
11 米仪琳;王兰;赵小青;;深度非弹中自旋相关的质子结构函数[J];北方工业大学学报;2007年01期
12 王浩,郭永,顾秉林;恒定电场下双磁垒结构中的电子输运行为[J];物理学报;1999年09期
13 曾以成;双磁垒中电子的隧穿效应[J];计算物理;2002年03期
14 刘新典,张志东,李养贤;多晶La_(0.85)Na_(0.17)MnO_z晶界间自旋相关的输运性质[J];河北工业大学学报;2002年02期
15 赵少游,赵柳;长程关联的仿射Toda理论[J];西北大学学报(自然科学版);1997年05期
16 许新胜,陆同兴;自旋相关自由基对电子极化机理的理论计算[J];安徽师范大学学报(自然科学版);1999年04期
17 熊化高;陈浩;;考虑近邻作用下的一维铁磁链中的孤子[J];华南师范大学学报(自然科学版);2007年04期
18 郭永,顾秉林;超晶格结构中共振劈裂的普遍性[J];物理学报;1999年09期
19 董宇兵;自旋相关相对论修正对重夸克偶素性质的研究[J];高能物理与核物理;1997年09期
20 杨军;武文远;龚艳春;戴斌飞;陈蓉;;磁性隧道结中自旋相关输运的势垒影响[J];解放军理工大学学报(自然科学版);2009年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 董衍坤;张红梅;李玉现;;自旋轨道耦合对Aharonov-Bohm测量仪中自旋相关输运的影响[A];第十六届全国半导体物理学术会议论文摘要集[C];2007年
2 周书华;;_Λ~(11)B与_Λ~(12)C的γ谱学研究[A];第十一届全国中高能核物理大会暨第六届全国中高能核物理专题研讨会会议手册[C];2006年
3 安兴涛;刘建军;;铁磁/半导体/铁磁异质结中自旋相关输运性质[A];第十六届全国半导体物理学术会议论文摘要集[C];2007年
4 周智辉;杨昌平;邓恒;郭定和;;稀土掺杂锰氧化物的电致电阻效应[A];第六届中国功能材料及其应用学术会议论文集(3)[C];2007年
5 石宗仁;;核子自旋物理[A];中国物理学会高能物理分会第七届学术年会理论分会场二论文集[C];2006年
6 米仪琳;张铭;严辉;;磁性隧道结中自旋相关的隧穿输运[A];第六届中国功能材料及其应用学术会议论文集(3)[C];2007年
7 吴义政;A.Schmid;;磁性超薄膜空态能带中的自旋极化量子阱态研究[A];中国真空学会2006年学术会议论文摘要集[C];2006年
8 周书华;;Λ超核精细结构研究[A];第十届全国中高能核物理大会暨第五届全国中高能核物理专题研讨会论文摘要集[C];2004年
9 颜世申;梅良模;陈延学;任妙娟;张云鹏;;ZnCoO磁性半导体的研究[A];第四届全国磁性薄膜与纳米磁学会议论文集[C];2004年
10 刘春明;葛世慧;姜丽仙;寇晓明;李斌生;池俊红;王新伟;李成贤;;不连续Fe_(25)Ni_(75)/SiO_2多层膜的微结构和隧道磁电阻效应[A];第四届全国磁性薄膜与纳米磁学会议论文集[C];2004年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王海艳;铁磁近邻作用下二维电子气体系的自旋相关输运研究[D];湖南师范大学;2012年
2 姜虹;有机磁性器件自旋相关输运性质研究[D];山东大学;2010年
3 张乐波;纳米结构中的电子输运研究[D];大连理工大学;2007年
4 文灵华;自旋相关光晶格中Bose-Einstein凝聚体的干涉机制与独立凝聚体的隧穿动力学研究[D];中国科学院研究生院(武汉物理与数学研究所);2006年
5 王瑞;简单介观体系中的量子输运[D];山西大学;2007年
6 安兴涛;几种介观系统中自旋相关输运性质的研究[D];河北师范大学;2009年
7 田玉峰;氧化物铁磁性半导体电子输运特性的研究[D];山东大学;2009年
8 刘德;分形半导体多层异质结构中的自旋极化输运特性研究[D];河北师范大学;2009年
9 付吉永;铁磁/有机系统的界面极化、注入与输运研究[D];山东大学;2006年
10 于慧;介观系统中的自旋极化输运[D];山西大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 吕玲;Co/ITO薄膜体系中自旋相关输运效应研究[D];西南大学;2010年
2 熊元强;Fe/ZnO薄膜体系中自旋相关输运特性研究[D];西南大学;2012年
3 高春红;Ni_(80)Fe_(20)/ITO多层薄膜体系中自旋相关输运效应研究[D];西南大学;2010年
4 王丽娜;中性规范玻色子Z'和顶夸克产生的自旋相关[D];辽宁师范大学;2007年
5 王奇;两个自旋1/2粒子体系的几何相位及保真度研究[D];东北师范大学;2009年
6 皮玉波;La_(0.7)Ca_(0.3)MnO_3/Cu复合材料块材和薄膜的电磁输运性质研究[D];华中科技大学;2007年
7 邱淑霞;自旋相关相互作用的研究[D];华中科技大学;2007年
8 苏晋;量子点模型中的自旋极化输运研究[D];山西大学;2006年
9 唐科;双铁磁半导体结中磁电阻的理论研究[D];四川师范大学;2008年
10 冯俊生;电子自旋轨道能谱研究[D];安徽大学;2007年
中国重要报纸全文数据库 前1条
1 记者 郭津 通讯员 张孟阳 侯世燕;把贷款“大头”留给中小企业[N];河南日报;2009年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978