二维材料自旋极化输运调控的第一性原理研究

目录

声明

摘要

第一章绪论

1．1自旋电子学

1．1．1自旋电子学概况

1．1．2巨磁阻效应

1．2二维材料中的自旋电子学

1．2．1二维材料的发展

1．2．2范德瓦尔斯异质结构

1．2．3自旋极化及半金属性(half-metallicity)

1．2．4纯自旋流与光学伽伐尼效应(photogalvanic effect)

1．3论文研究内容及意义

第二章理论计算方法

2．1第一性原理计算

2．1．1 Born-Oppenheimer近似

2．1．2哈特里-福克(Hatree-Fock)近似

2．2密度泛函理论(DFT)

2．2．1 Hohenberg-Kohn定理：多体理论

2．2．2 Kohn-Sham方程：有效单体理论

2．3格林函数方法(Green’S Functions)

2．3．1平衡格林函数

2．3．2非平衡格林函数

2．4输运性质的第一性原理计算

2．4．2两端输运体系中的电流公式

2．5非平衡格林函数-密度泛函理论

2．6光电流的第一性原理计算

2．7 Nanodcal输运计算软件简介

第三章二维SiC纳米带中的单一自旋输运调控

3．1引言

3．2计算方法与模型

3．3结果与讨论

3．3．1电子结构

3．3．2透射函数及散射态分析

3．3．3掺杂浓度和纳米带宽度对自旋极化度的影响

3．4总结

第四章基于h-BN／graphene／h-BN范德瓦尔斯垂直异质结构实现完全自旋极化输运研究

4．1引言

4．2计算方法与器件结构

4．3结果与讨论

4．3．1电流电压特性

4．3．2压力效应

4．3．3沟道长度效应

4．3．4纳米带的宽度效应

4．3．5纳米带的边界失序效应

4．4总结

第五章h-BN／graphene／h-BN范德瓦尔斯垂直异质结构中光照诱导的完全自旋极化输运

5．1引言

5．2计算方法与器件结构

5．3结果与讨论

5．3．1电子结构

5．3．2完全自旋极化光电流

5．3．3层间距与层间相互平移对自旋极化光电流的影响

5．4总结

第六章在具有空间反演对称体系中利用光照产生纯自旋流

6．1引言

6．2计算方法与器件结构

6．3结果与讨论

6．3．1锯齿形边沿石墨烯分子的电子结构

6．3．2基于光学伽伐尼效应的纯自旋流

6．4总结

第七章全文总结

7．1论文总结

7．2论文创新点

7．3研究展望

参考文献

附录

致谢

在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果