自旋軌道耦合的二維電子氣中自旋輸運相關性質的研究.pdf

1、自旋電子學是近年來凝聚態(tài)物理中飛速發(fā)展的前沿學科領域之一，它是以研究介觀和微觀尺度范圍內自旋極化電子的輸運特性(包括自旋極化、自旋相關的散射與自旋弛豫等)以及基于它的這些獨特性質而設計、開發(fā)的在新的輸運機理下工作的功能器件為主要內容的一門新的交叉學科。自旋軌道耦合是影響常見的半導體材料自旋調控和弛豫的重要物理機理，因此是半導體自旋電子學器件應用值得考慮的可能因素。近年來，國際上關于半導體中自旋軌道耦合引致的各種新奇的物理現(xiàn)象進行了研究并

2、取得了許多重要的進展，如本征自旋霍爾效應等。這些研究為在半導體中產生自旋流提供了新的途徑，并為未來的全電操縱的自旋電子學器件提供了物理基礎。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性質的研究，主要包括：外磁場對螺旋自旋(SpinHelix)壽命的影響，各向異性的磁性雜質對反?；魻栯妼实挠绊懸约案飨虍愋缘拇判噪s質對自旋極化情況的影響。
　　 第一章在概述自旋電子學發(fā)展趨勢的基礎上，首先簡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生的一些物理效應，然后概述了由于自旋軌道耦合所產生的自旋霍爾現(xiàn)象，以及對該現(xiàn)象的產生所作出的不同的解釋，包括本征自旋霍爾效應和非本征自旋霍爾效應，并簡單介紹了二維電子氣中自旋霍爾效應的檢測和應用。最后闡明了本論文的主要內容和意義。
　　 第二章在簡單介紹螺旋自旋(spin Helix)的基礎上，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，即同時存在相等耦合強度的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，不同方向的外磁場對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，計算了各向異性的磁性雜質對自旋極化的頂角修正項，從而討論了各向異性的磁性雜質對Rashba型自旋軌道耦合的二維電子體系總的自旋極化的影響，除了討論對極化強度的影響，還討論了磁性