磁调制超晶格中自旋极化电子的输运

摘要

本文从理论上研究了在一个周期调制的磁场中二维电子气的弹道输运，并考虑由Rashba哈密顿来描述的自旋轨道相互作用。由于自旋轨道相互作用，我们发现这个磁调制超晶格的能带发生了自旋劈裂，并导致电子自旋依赖的透射率和电导。我们首先从相对论量子力学追溯了Rashba哈密顿的由来，同时阐明了Rashba哈密顿在边界问题上遇到的矛盾。然后，我们调查了磁调制超晶格的能带结构与Rashba自旋轨道耦合相互作用对电子输运的影响。接下来，我们将磁调制超晶格与具有特定势垒高度的真实超晶格在电导特性上进行了比较，发现它们具有非常相似的电导性质。这使得我们由磁调制来实现真实的超晶格成为可能。与真实超晶格不同的是，磁调制超晶格具有可调制的势垒高度的优点。最后，我们还讨论了在考虑边界效应时磁调制超晶格的自旋极化效应。

目录

文摘

英文文摘

第1章绪论

1.1自旋电子学简介

1.2二维电子气

1.3自旋场效应管

第2章Rashba自旋轨道耦合

2.1引言

2.2 Dirac方程的非相对论近似

2.3自由二维电子气中的Rashba自旋轨道耦合

2.4存在Rashba自旋轨道耦合时的流及边界条件

第3章磁超晶格中的Rashba自旋轨道耦合

3.1磁Kronig-Penney模型

3.2磁Kronig-Penney模型中Rashba耦合的影响

第4章磁超晶格与真实超晶格的比较

第5章自旋极化

总结

参考文献

附录

附录A 散射矩阵的耦合

附录B 数值计算用到的主要程序（C语言）

致谢

原创性声明