自旋轨道耦合的二维电子气中自旋输运的研究

利用线性Rashba以及Dresselhaus自旋轨道耦合作用的二维电子气体系,基于海森堡运动方程,在半经典自洽近似下,我们理论上讨论当同时存在Rashba以及Dresselhaus型自旋轨道耦合作用时,由于本征自旋轨道耦合作用,将出现非零的交流自旋响应.研究结果表明,当Rashba型自旋轨道耦合强度不等于Dresselhaus自旋轨道耦合强度,即α≠β时,由外加交流电场和本征自旋轨道耦合作用所产生的非零交流自旋响应将在二维电子气体系中产生非零的自旋垂直于平面方向的霍尔自旋流.     

电场对OLED中自旋极化载流子输运的影响

为了明确有机电致发光器件(OLED)双极自旋注入中电场的影响,从漂移扩散方程和载流子浓度连续性方程出发,结合泊松方程得出了注入载流子运动的微分方程,计算了自旋极化载流子浓度和自旋扩散长度的关系,讨论了电场对自旋扩散长度的影响.计算结果表明:电场通过改变自旋扩散长度来影响自旋极化载流子的运动.对电子来说,电场方向和扩散方向相同时,电场增大会导致自旋扩散长度减小,扩散变快,电子深入样品的平均距离小,不利于在有限厚度薄膜中获得高自旋极化率;电场方向和扩散方向相反时,电场越大,自旋扩散长度越大.有利于获得高自旋极化率.对空穴来说,情况正好相反.还讨论了电场对双极白旋极化注入的影响.     

自旋器件中的自旋动力学:微波领域应用的新兴科学

自旋电子学指通过控制和利用电子自旋(而不是电荷)获得一系列新颖性能的研究领域。自旋电子器件已经成功地应用于计算机硬盘驱动器和磁性随机存储器,对IT行业的发展产生了深远的影响。这些应用都是基于自旋极化传输效应,即具有固定自旋取向的电子穿过磁性异质结所发生的相关效应。目前,在将微波和自旋极化传输联系起来的自旋器件中的自旋动力学研究,为研制尺寸远远小于微波波长的新型微波器件提供了巨大的潜能。在这篇综述中,首先简单地介绍了自旋器件的概念;接着研究了微波实验来研究自旋电子器件的微波辅助翻转和自旋泵浦现象。前者将能够开发出高密度的计算机硬盘,而后者,结合直接电子检测技术,将能够实现小型化的无源微波探测器。     

微电子学课程体系中的新方向

目前微电子学所涵盖的微电子器件均利用的是电子的电荷自由度,但随着器件尺寸的减小,量子效应和泄漏电流等问题制约着传统电子学器件的发展,而自旋电子器件可以有效解决这些问题。本研究介绍了自旋电子学研究的几个关键问题,即自旋电子器件的最终实现需要解决的几个首要问题,指出了自旋电子学对微电子课程体系的补充作用。     

周期性Dresselhaus量子线的开关效应

利用转移矩阵法计算了含周期性Dresselhaus自旋轨道耦合量子线中电子的透射率.结果表明周期性的Dresselhaus自旋轨道耦合会使透射率产生一定宽度的能隙,通过调节自旋轨道耦合强度或者周期单元中两区域的比例长度可以控制能隙的宽度.进一步研究表明当电子入射的能量在能隙范围内的时候,电子被禁止通过,而在能隙外时,电子可以通过,从而实现"关"和"开"的状态.这些效应说明所研究的体系也许能用来设计纳米电子器件.     

高温均匀弱磁场中自由电子气的量子化热容量

选取巨正则系综模型，在高温均匀弱磁场条件下，运用量子统计的理论和方法，推出自由电子体系的巨配分函数和内能的解析式，进而给出自旋和非自旋2种情况下自由电子气的量子化热容量的一级近似，并分析与其相关的磁场和温度特征，指出温度、磁场、自旋对热容量的具体影响。特别是考虑电子的自旋，与非自旋情况相比较，其热容量产生了一个修正项：自旋角动量顺磁场时，热容量变小；自旋角动量逆磁场时，热容量变大；对这2种完全相反的极化情况，热容量的差值与磁场成正比，与温度成反比。     

不同抗衡阴离子自旋交叉分子的制备与表征

基于三氮唑（1,2,4-1H-triazole,Htrz）体系的Fe（II）的配合物是一类非常重要的在室温附近发生自旋转变的自旋交叉分子,具有潜在的应用。本文报道了2种基于三氮唑体系的Fe（II）的配合物的制备与表征,分别为［Fe（Htrz）₂（trz）］（CF₃SO₃）和［Fe（Htrz）₂（trz）］（BF₄）,并研究了抗衡阴离子对自旋转变行为的影响。自旋交叉分子的制备由2种前驱体简单混合反应而得,结构表征表明三氮唑参与反应,并且产物中的Fe元素基本为Fe（II）,磁性测试证实了这2种分子存在自旋转变特性,并且这种自旋转变具有温度磁滞效应。实验结果还表明抗衡阴离子对于自旋交叉分子的自旋转变行为有重要的影响。抗衡阴离子空间位阻越小、抗衡阴离子的电负性越强、结构越对称规整,则自旋转变温度越高。     

阶梯型量子线中电子自旋极化输运性质的研究

采用递归格林函数法研究了含Rashba自旋轨道耦合效应的阶梯型量子线中电子自旋极化输运性质.结果表明由于多阶梯结构量子线的纵向不对称性和Rashba自旋轨道耦合效应产生的势阱导致系统中出现了准束缚态,它与连续态耦合,从而使系统电导出现了Fano共振结构.进一步研究发现,随着共振腔长度的增加,系统电导的共振峰数目会增加,幅度也会增强.与单阶结构相比,多阶结构的极化电流更大,并且在特定能量区间出现了若干条禁带.这些效应说明所研究的体系有可能能用来设计自旋电子器件.     

准一维有机铁磁体的稳定性及电荷密度和自旋密度的研究

考虑Extended-Hubbard相互作用,对准一维有机铁磁体的稳定性及电荷密度和自旋密度进行了研究.结果表明,不同格点间的Hubbard电子-电子排斥作用不利于系统高自旋基态的稳定,并导致电荷密度和自旋密度在系统主链格点与侧自由基间转移,这使得侧自由基对系统铁磁性的贡献减小.     

纯有机聚合物铁磁体模型和数字计算

用一个理论模型描述共轭有机铁磁体，考虑了π电子的巡游性和电子一电子关联作用。在平均场理论和Hartree近似下，建立了一组自洽方程计算π电子能级结构．结果表明能级相对自旋是分裂的，系统基态是一个稳定的铁磁态．