外场作用下量子点中自旋相关输运特性

admin · 发表于 2023-9-27 20:02:05

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本论文研究了与铁磁电极相耦合的量子点的输运特性。我们采用主方程，分析了外加稳恒磁场时普通电极-量子点-铁磁电极的二极管特性，以及外加旋转磁场的铁磁电极-量子点系统中退相干效应对自旋泵浦效应的影响。第一章介绍了自旋电子学的研究现状以及进展，量子点的主要特性和量子点系统中输运特性的研究进展。第二章从纯系综和混合系综出发，介绍了密度算符的运动方程，同时也是我们采用的主要理论工具：主方程。第三章中，我们研究了与正常金属导线和铁磁材料导线相耦合的量子点系统加以外部偏压和外部磁场之后系统中的自旋极化电流。当外加磁场为零的时候，系统在库伦阻塞区电流的自旋极化率为零，在库伦阻塞区之外，电流具有一定的自旋极化率，于是形成了自旋极化电流的二极管效应。我们发现，当对该系统施加一定的外加磁场之后，系统在库伦阻塞区之外的电流自旋极化率逐渐降低，直至趋近于零，导致二极管效应消失。这是因为磁场引起量子点中电子自旋翻转效应，减弱了电流的自旋极化。这样我们就可以通过对该系统施加一定磁场的方法，达到控制系统中自旋极化电流的二极管效应。第四章我们研究了与两个铁磁电极相耦合，并加以旋转磁场的量子点系统中中自旋电流的自旋退相干效应。电流与两个铁磁电极磁距方向的关系受到自旋退相干效应和自旋泵浦效应的显著影响，自旋泵浦效应破坏了正常的自旋阀效应，同时自旋退相干效应使得电流I与两个铁磁导线磁距方向夹角的曲线（曲线）产生了奇特的变化。这种变化可以用来检测电子自旋共振效应和自旋退相干效应。此外，电流也同磁场的拉比频率和失谐有关，自旋退相干也对此产生重要影响。因此，我们的工作为实验上通过自旋电流来检测这些参数提供了理论模型和依据。

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