铁磁/半导体/铁磁异质结中自旋输运和渡越时间

摘要

我们研究的是铁磁/半导体/铁磁异质结模型,铁磁/半导体交界面处存在δ势垒,外加不对称电场使半导体中存在Rashba自旋轨道耦合。我们在考虑δ势垒、Rashba自旋轨道耦合、铁磁体磁矩方向的情况下利用散射矩阵的方法计算了隧穿铁磁/半导体/铁磁异质结的自旋电子的透射概率和渡越时间,主要结论如下:
　　 1.考虑了δ势垒对自旋电子隧穿性质的影响。Δ势垒的存在改变了自旋电子的透射概率的位相。随着δ势垒强度的增加,自旋电子的透射概率呈下降的趋势。
　　 2.Rashba自旋轨道耦合强度的增加加强了自旋电子透射概率的振荡频率。自旋向上电子的渡越时间随着Rashba自旋轨道耦合强度的增加而延长:自旋向下电子的渡越时间随着Rashba自旋轨道耦合强度的增加而缩短。
　　 3.在两端铁磁电极磁矩平行或反平行的情况下,自旋电子的透射概率随半导体长度的变化图像表现为等幅振荡,其它情况下自旋电子透射概率做非等幅振荡。自旋电子的渡越时间随着半导体长度的增加而延长。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 自旋电子学的研究进展

1.2 铁磁/半导体/铁磁异质结的研究近况

1.3 Rashba自旋轨道耦合

1.4 本论文的研究工作

第二章 基本理论和方法

2.1 量子波导理论

2.2 单通道器件的传递矩阵和散射矩阵理论

2.2.1 单通道器件的传递矩阵理论

2.2.2 单通道器件的散射矩阵理论

第三章 透射概率和渡越时间

3.1 模型和计算公式

3.2 计算结果和讨论

3.3 小结

第四章 总结和展望

参考文献

致谢