雜質(zhì)對(duì)量子點(diǎn)接觸中自旋極化輸運(yùn)性質(zhì)的影響.pdf

1、通過(guò)閱讀大量的參考文獻(xiàn),對(duì)自旋電子學(xué)的發(fā)展歷史、現(xiàn)狀、基本理論、應(yīng)用前景等情況作了全面的綜述。介紹了關(guān)于介觀系統(tǒng)輸運(yùn)性質(zhì)的各種研究方法及輸運(yùn)性質(zhì)的基本現(xiàn)象,并對(duì)其進(jìn)行了分析總結(jié)。
　　 影響介觀系統(tǒng)輸運(yùn)性質(zhì)的因素很多,雜質(zhì)電場(chǎng)的影響是其中重要因素之一。雜質(zhì)電場(chǎng)對(duì)載流子除了有庫(kù)侖相互作用之外還存在自旋軌道耦合相互作用。本文主要研究計(jì)算雜質(zhì)的庫(kù)侖相互作用和自旋軌道耦合相互作用對(duì)介觀系統(tǒng)電導(dǎo)的影響。計(jì)算時(shí)雜質(zhì)視作點(diǎn)電荷,利用有限差分法

2、將介觀系統(tǒng)空間坐標(biāo)離散化。并利用遞推格林函數(shù)方法對(duì)介觀系統(tǒng)電導(dǎo)進(jìn)行數(shù)值求解。
　　 首先我們給出了雜質(zhì)存在時(shí),包括門電壓在內(nèi)的系統(tǒng)哈密頓的離散化形式,通過(guò)遞歸方法求出系統(tǒng)推遲格林函數(shù),利用推遲格林函數(shù)給出系統(tǒng)電導(dǎo)的公式。然后分別計(jì)算了雜質(zhì)不同電場(chǎng)強(qiáng)度大小、不同雜質(zhì)位置對(duì)系統(tǒng)電導(dǎo)和自旋極化流的影響。
　　 計(jì)算結(jié)果表明,雜質(zhì)電場(chǎng)的存在較之只有門電壓存在時(shí)電導(dǎo)曲線出現(xiàn)了平移,說(shuō)明雜質(zhì)電場(chǎng)與門電壓共同決定著載流子的行為,雜質(zhì)電

3、場(chǎng)強(qiáng)度越大影響就越大;雜質(zhì)的空間位置越靠近介觀系統(tǒng)的中心,其庫(kù)侖相互作用對(duì)系統(tǒng)電導(dǎo)的影響越大,系統(tǒng)電導(dǎo)曲線平移越明顯;雜質(zhì)離系統(tǒng)越遠(yuǎn),對(duì)系統(tǒng)電導(dǎo)的影響越小。電場(chǎng)與載流子的自旋軌道耦合相互作用使得電導(dǎo)曲線產(chǎn)生了一系列尖銳的峰值(即電導(dǎo)出現(xiàn)極大值),且隨著自旋軌道耦合作用越來(lái)越強(qiáng)這些峰值越來(lái)越多也越來(lái)越大;雜質(zhì)庫(kù)侖相互作用和自旋軌道耦合作用對(duì)電導(dǎo)的共同影響較只有雜質(zhì)自旋軌道耦合作用時(shí)電導(dǎo)曲線峰值的數(shù)目和峰值幅度均有所減小,因此可以推斷雜質(zhì)的

4、庫(kù)侖相互作用對(duì)其自旋軌道耦合作用起到了抑制效果。
　　 雜質(zhì)對(duì)載流子的自旋軌道耦合作用會(huì)使電子自旋占有數(shù)發(fā)生變化,產(chǎn)生自旋極化。電導(dǎo)的主要貢獻(xiàn)來(lái)自于相同自旋態(tài)的導(dǎo)通。在我們假設(shè)門電壓和雜質(zhì)電勢(shì)對(duì)應(yīng)的參數(shù)(該參數(shù)決定著電勢(shì)的正負(fù))下,入射自旋向上出射自旋向下的電子基本上不導(dǎo)通,入射自旋向下出射自旋向上的電導(dǎo)出現(xiàn)較大的峰值。
　　 上述結(jié)果對(duì)介觀器件的設(shè)計(jì)有重要意義。可根據(jù)所需控制介觀器件雜質(zhì)的數(shù)量、類型和空間位置的分布,使