逆自旋霍爾效應(yīng)引起的電流.pdf

1、自旋電子學(xué)是研究固體材料中用電子自旋自由度來取代電荷自由度制造電子器件的一門學(xué)科。近幾年，自旋電子學(xué)是最活躍的研究領(lǐng)域之一，不僅因為它在信息工業(yè)中有著重要的應(yīng)用前景，而且也是凝聚態(tài)物理的一個基礎(chǔ)學(xué)科。自旋電子學(xué)所面臨的主要挑戰(zhàn)是如何在半導(dǎo)體材料中實現(xiàn)自旋注入、自旋控制和自旋檢測。而基于半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)電子自旋軌道耦合的自旋極化輸運問題以及其中的自旋霍爾效應(yīng)目前受到了研究人員廣泛的關(guān)注。在這篇論文中，我們主要研究用自旋軌道耦合和自旋霍爾效應(yīng)來

2、調(diào)控電流的任意自旋極化度。 本論文主要對十字架型介觀四端器件的橫向電流的自旋極化度進行了研究，具體研究內(nèi)容和基本結(jié)果如下： 第一章簡要介紹了自旋電子學(xué)研究中經(jīng)常利用的概念、自旋電子學(xué)的發(fā)展和應(yīng)用情況。 第二章對電子在介觀系統(tǒng)中的輸運理論進行了總結(jié)。簡要介紹了介觀電子系統(tǒng)；介觀系統(tǒng)中利用Landauer-Büttiker公式、散射矩陣方法對電子的輸運進行了研究。這有利于我們借助合適的方法來研究本文的內(nèi)容。

3、第三章，我們利用在第二章中介紹的散射矩陣方法對一個十字型結(jié)構(gòu)的二維電子氣系統(tǒng)進行研究，系統(tǒng)含有自旋軌道耦合相互作用，且有一個電極是鐵磁金屬。在緊束縛近似下，我們計算了橫向電流的自旋極化度，并研究它與費米能、鐵磁導(dǎo)線中分子場的大小與角度、自旋軌道耦合強度等因素的關(guān)系。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：在四端器件中橫向電流的任意自旋極化度可以用系統(tǒng)的參數(shù)來調(diào)控。利用自旋霍爾效應(yīng)和逆自旋霍爾效應(yīng)，當(dāng)縱向自旋極化流從鐵磁電極流進Rashba自旋軌道耦合散射區(qū)域時，橫向