广义不确定性原理在电子自旋极化输运中的运用

摘要

在本文中，我们应用广义不确定性原理下的量子理论，对铁磁体/绝缘体/铁磁体（FM/FI/FM）磁性隧道结模型中的电子自旋极化输运性质进行了研究，并与通常量子理论下的结果进行比较。在理论计算中，我们忽略了铁磁层和绝缘层的界面对理论结果的影响，假设磁性隧道结三个区域中电子的有效质量是相同的，并将中间绝缘层视作方势垒，采用Slonczewsik自由电子模型，利用量子隧穿的方法计算了隧穿电导和隧穿相位时间，分析了两种理论下分子场夹角、势垒宽度和势垒高度的变化对隧穿电导的影响，以及势垒宽度和入射电子能量的变化对隧穿相位时间的影响。理论计算的结果表明：
　　1.广义不确定性原理下隧穿电导的极值点与通常量子理论下的结论是相同的，其最小值与通常量子理论的结果基本一致，而最大值则略小于通常量子理论的结果。同时广义不确定性原理下的隧穿电导的增大趋势也明显快于通常量子理论下的变化趋势，当两铁磁层分子场取向相反时，得到的隧穿电导值远大于通常量子理论的结果。
　　2.当两铁磁层分子场取向相同时，两种理论下隧穿电导都随中间方势垒的宽度和高度的增加而呈指数级减小。两铁磁层分子场取向与中间绝缘层分子场平行时的两者变化规律基本相同，而当两铁磁层分子场取向与中间绝缘层分子场反平行时，在广义不确定性原理下，相同方势垒宽度下隧穿电导略大于通常量子理论的结果，相同方势垒高度下则略小于通常量子理论的结果。
　　3.两种理论下透射相位时间都随着中间方势垒宽度增大而增大。相同势垒宽度下透射相位时间都随粒子入射能量的增加而减小，在低能区减小的趋势较慢，而在高能区减小的趋势变快，这说明低能区对电子的隧穿时间有着重要影响，但广义不确定性原理下，高能区透射相位时间的减小趋势是略快于通常量子理论的结果的。除此之外，在广义不确定性原理下，极化电子通过磁性隧道结的透射相位时间和反射相位时间并不相同，在低能区的差异较大，而在高能区的差异较小。

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第一章 绪论

1.1 巨磁电阻效应和磁结构的电子输运

1.2 隧道磁电阻效应

1.3 广义不确定性原理

1.4 本项工作的意义

第二章 最小长度下的算符变换和磁性隧道结理论模型

2.1最小长度下的算符变换

2.2磁性隧道结的理论模型

第三章 磁性隧道结的隧穿电导

3.1通常量子理论下的隧穿电导

3.2广义不确定性原理下的隧穿电导

3.3本章小结

第四章 磁性隧道结的隧穿相时

4.1 相时

4.2 通常量子理论下的隧穿相时

4.3 广义不确定性原理下的隧穿相时

4.4本章小结

结论

致谢

参考文献

附录

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