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相似文献
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1.
李睿 《物理学报》2015,64(16):167303-167303
半导体量子点中的电子自旋具有较长相干时间以及可扩展性的特点, 在近十几年来引起了人们的广泛兴趣. 人们常常利用电子自旋共振技术来对单个自旋进行操纵. 这样不但需要一个静磁场来使电子产生赛曼劈裂, 同时还需要一个与之垂直的局域振荡磁场. 但是, 在实验上产生足够强且具有固定频率的局域磁场是比较困难的. 后来人们发现, 局域的振荡电场也可以操纵单个电子自旋, 也就是所谓的电偶极自旋共振. 众所周知, 自旋只有自旋磁矩, 不会与电场有任何直接的相互作用. 所以, 电偶极自旋共振的发生必须依赖于某些媒质. 这些媒质包括:量子点材料中的自旋轨道耦合作用, 量子点中的局域磁场梯度, 以及量子点中电子自旋与核自旋的超精细相互作用. 这些媒质能诱导出自旋与电场之间间接的相互作用, 从而外电场操纵单个电子自旋得以实现. 本文总结归纳了目前半导体量子点系统中发生电偶极自旋共振的三种主要物理机理.  相似文献   

2.
磁量子结构中二维自旋电子的隧穿输运   总被引:3,自引:1,他引:2       下载免费PDF全文
郭永  顾秉林  川添良幸 《物理学报》2000,49(9):1814-1820
研究了零偏压和偏置电压作用下磁量子结构中自旋电子的隧穿输运性质. 结果表明电子自旋 输运的性质不仅取决于磁量子结构的构型、入射电子的能量和波矢, 而且取决于偏置电压. 在零偏压下, 由等同的磁垒磁阱构成的磁量子结构不具有自旋过滤的特点, 而由不等同的磁 垒磁阱构成的磁量子结构却具有较好的自旋过滤特点. 偏置电压极大地改变了磁量子结构中 电子的极化程度, 使得电子隧穿等同的磁垒磁阱构成的磁量子结构的输运性质也显著地依赖 于电子的自旋指向. 关键词: 磁量子结构 自旋电子 隧穿输运 自旋极化  相似文献   

3.
基于非平衡格林函数方法,理论研究了Z轴方向局域交换场和电场对锗烯纳米带中电子自旋极化输运性质的影响.结果表明对锗烯的边缘区域施加强度大于其2倍有效自旋轨道耦合强度的交换场,可使自旋向上和向下电子的能带在不同的能量区间产生带隙,从而实现对不同自旋取向电子的100%过滤.提出了一种利用电场辅助降低自旋过滤效应所需阈值交换场强度的方法.研究表明,同时对中心器件区域施加局域交换场和电场,可以在小于有效自旋轨道耦合的弱交换场强度下,在较大的能量窗口区域过滤自旋向上或向下的电子.增大局域交换场强度,自旋过滤效应所对应的能量区间显著增大.  相似文献   

4.
量子点双链中电子自旋极化输运性质   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
安兴涛  穆惠英  咸立芬  刘建军 《物理学报》2012,61(15):157201-157201
利用非平衡格林函数方法, 研究了与单个量子点耦合的量子点双链中电子自旋极化输运性质. 由于系统中Rashba自旋轨道耦合产生的自旋相关的相位, 电子通过上下两种路径时, 自旋不同的电子干涉情况不同, 从而导致了电极中的自旋极化流. 左右两电极间的偏压使单个量子点中的自旋积聚在很大能量区域内能够保持较大的值. 由于系统结构的左右不对称, 正负偏压下自旋积聚情况完全不同. 这些计算结果将有助于实验上设计新型的自旋电子学器件.  相似文献   

5.
近年来,石墨烯中电子的自旋相关输运引起了越来越多的关注.本论文应用转移矩阵的方法讨论了石墨烯中具有单个界面或者两个界面的结构中,受到自旋-轨道耦合作用和电势的共同影响下自旋相关的输运性质.对于单个界面结构,由于自旋-轨道耦合作用导致能级产生劈裂,在固定的入射能量下,电子在自旋-轨道耦合区域产生两种传播模式.在自旋-轨道耦合区域加了电势后,透射几率和模式临界角都会受到较大的影响.对于两个界面结构,粒子的透射几率不仅与入射角有关,还与自旋-轨道耦合区域的宽度和自旋进动长度有关,而电势对同自旋方向的传输几率以及自旋反转的几率都有影响,适当地选取系统的参数和电势的大小,可以控制出射的电子自旋方向,实验上可以用来设计自旋反转器或者或者自旋控制器.  相似文献   

6.
通过分析不同温度下HgMnTe磁性二维电子气Shubnikov-de Hass(SdH)振荡的拍频现象,研究了量子阱中电子自旋 轨道相互作用和spd交换相互作用.结果表明:(1)在零磁场下,电子的自旋 轨道相互作用导致电子发生零场自旋分裂;(2)在弱磁场下,电子的自旋-轨道相互作用占主导地位,并受Landau分裂和Zeeman分裂的影响,电子的自旋分裂随磁场增加而减小;(3)在高磁场下,电子的spd交换相互作用达到饱和,电子的自旋分裂主要表现为Zeeman分裂.实验证明了当电子的Zeeman分裂能量与零场 关键词: 磁性二维电子气 Zeeman分裂 Rashba自旋分裂  相似文献   

7.
肖贤波  李小毛  周光辉 《物理学报》2007,56(3):1649-1654
理论上研究Rashba自旋-轨道相互作(SOI)量子线在外电磁波辐照下的电子自旋极化输运性质.在自由电子模型下利用散射矩阵方法,发现当Rashba SOI较弱时,自旋极化率与外电磁场频率和电子入射能量无关,而当Rashba SOI较强时,自旋极化率则强烈依赖于外场频率和电子入射能量,其物理根源是Rashba SOI使子带混合引起的.此外,当电子的入射能量增加到打开另一通道阈值时,电子的透射率出现一个反常的台阶结构,这来源于电子与光子的非弹性散射而使电子在子带间的跃迁. 关键词: 量子线 电磁波 自旋极化输运 散射矩阵  相似文献   

8.
张世忠 《物理学报》2019,68(4):40302-040302
输运测量是了解物质性质的一个重要手段.本文简单介绍最近在量子气体中实现的输运实验及其主要结论,包括在类似于介观物理器件中的Landauer输运和强相互作用费米气体中的自旋输运行为.我们着重讨论自旋动力学的特殊性以及其由于全同粒子相互作用所导致的特殊自旋扩散流的形式.  相似文献   

9.
杨军  章曦  苗仁德 《物理学报》2014,63(21):217202-217202
考虑自旋场效应晶体管中Rashba自旋轨道相互作用和自旋输运量子相干性,研究了势垒强度对自旋场效应晶体管的自旋相关量子输运的影响. 研究发现,势垒强度较低时,隧道结电导随Rashba自旋轨道相互作用强度的变化呈现明显的振荡现象,势垒强度较高时,电导表现出明显的势垒相关“电导开关”现象. 当势垒强度逐渐增强时,平行结构电导呈现出单调下降趋势,而反平行结构电导产生波动,这种波动导致该隧道磁阻也随势垒强度的变化表现出振荡现象,且在合适的准一维电子气厚度情况下隧道磁阻值可以产生正负反转,这个效应将会在基于自旋的电子器件信息的存储上获得应用. 关键词: 自旋场效应管 开关效应 量子相干 隧道磁阻  相似文献   

10.
发展了一种时-空分辨圆偏振光抽运-探测光谱及其理论,并用于本征GaAs量子阱中电子自旋扩散输运的实验研究.获得室温下本征GaAs量子阱中的“自旋双极扩散系数”为Das=37.5±15 cm2/s.此结果比用自旋光栅法测量到的掺杂GaAs量子阱中电子自旋扩散系数小.解释为是由于“空穴库仑拖曳”效应减慢了电子自旋波包的扩散输运. 关键词: 时-空分辨抽运-探测光谱 电子自旋扩散 GaAs量子阱  相似文献   

11.
An analysis of spin dynamics is presented for semiconductor systems without inversion symmetry that exhibit spin splitting. It is shown that electron-electron interaction reduces the rate of the Dyakonov-Perel (precession) mechanism of spin relaxation both via spin mixing in the momentum space and via the Hartree-Fock exchange interaction in spin-polarized electron gas. The change in the Hartree-Fock contribution with increasing nonequilibrium spin polarization is analyzed. Theoretical predictions are compared with experimental results on spin dynamics in GaAs/AlGaAs-based quantum-well structures. The effect of electron-electron collisions is examined not only for two-dimensional electron gas in a quantum well, but also for electron gas in a bulk semiconductor and a quantum wire.  相似文献   

12.
Using low-temperature scanning tunneling spectroscopy applied to the Cs-induced two-dimensional electron system (2DES) on p-type InSb(110), we probe electron-electron interaction effects in the quantum Hall regime. The 2DES is decoupled from bulk states and exhibits spreading resistance within the insulating quantum Hall phases. In quantitative agreement with calculations we find an exchange enhancement of the spin splitting. Moreover, we observe that both the spatially averaged as well as the local density of states feature a characteristic Coulomb gap at the Fermi level. These results show that electron-electron interaction can be probed down to a resolution below all relevant length scales.  相似文献   

13.
An open quantum ring containing magnetic quantum structures which is subjected to the Rashba spin–orbit coupling and Zeeman effect is considered. One dimensional quantum wave guide theory is developed and Transfer matrix method in conjunction with spin-dependent Griffith’s boundary condition is used to calculate the transmission coefficients of the corresponding one-electron scattering problem. Investigations into spin-dependent transport show the characteristic oscillations which are affected by impurities. The existence of Rashba spin–orbit coupling leads to the appearance of Fano resonances in transport. The results indicate that the orientation of Fano line shapes is under the influence of impurities. Also, it is shown that by using Fano resonances the system under study can be used as a cent percent spin-filtering device. The spin-filtering property of this system as a function of energy is affected by impurities and can be used in order to design optimized nanodevices.  相似文献   

14.
江兆潭  孙庆丰  谢心澄  王玉鹏 《物理》2005,34(3):181-184
利用一个开放的多端Aharonov—Bohm(AB)装置研究了存在点内库仑作用时,电子通过量子点时的相干性.作者发现点内库仑作用不会引起任何退相干效应,即电子隧穿通过量子点是完全相干的.另外,作者还发现,在两端AB装置中,电导AB振荡的振幅非对称性来源于受限的结构和库仑作用两方面.因此,不能把振幅的非对称性和退相干过程联系起来.  相似文献   

15.
Spin-polarized transport through a non-interacting single-level quantum dot coupled to two ferromagnetic leads with non-collinear magnetizations is analyzed theoretically by the non-equilibrium Green function technique. It is shown that spin of an electron that has tunnelled on the dot precesses around an effective exchange field before it leaves the dot. The exchange field originates from interaction between the electron and external electrodes. Electric current, tunnel magnetoresistance, and average value of spin accumulated on the dot are calculated for an arbitrary angle between magnetic moments of the electrodes.  相似文献   

16.
焦惠丛  安兴涛  刘建军 《物理学报》2013,62(1):17301-017301
研究了由鞍形势描述的量子点接触中的电子输运性质,利用Hartree-Fock近似与低维纳米器件中Thomas-Fermi近似方法处理了电子-电子之间的相互作用,采用格点格林函数方法计算了零温下体系的电导、电子的自旋积累以及散粒噪声,重现了0.7结构这个反常的实验现象.计算结果加深了我们关于半导体纳米器件中的强关联互作用对自旋输运影响的理解.  相似文献   

17.
Xing-Tao An 《Physics letters. A》2008,372(45):6790-6796
Spin polarization in parallel double quantum dots embedded in arms of Aharonov-Bohm interferometer is investigated. The spin-orbit interaction exists in quantum dots. We find that the spin polarization is quite large even with a weak spin-orbit interaction. The direction and the strength of the spin polarization are well controllable and manipulatable by simply varying the strength of spin-orbit interaction or the energy levels in quantum dots. Moreover, electron-electron interaction strengthens the spin accumulation when the energy levels of the two quantum dots are identical. As the energy levels are unequal, electron-electron interaction cannot increase the spin accumulation. It is worth mentioning that the device is free of a magnetic field or a ferromagnetic material and it can be easily realized with present technology.  相似文献   

18.
We investigate the degree of coherence of electronic transport through a quantum dot (QD) in the presence of an intradot electron-electron interaction. By using an open multiterminal Aharonov-Bohm (AB) setup, we find that the intradot interaction does not induce any dephasing effect and the electron transport through the QD is fully coherent. We also observe that the asymmetric amplitude of the AB oscillation in the conductance through the two-terminal AB setup originates from the interplay between the confined structure and the electron-electron interaction. Thus, one cannot associate a dephasing process with this asymmetric amplitude, as has been done in previous studies.  相似文献   

19.
We present a theory of magnetic exchange interactions in quantum dots containing electrons and magnetic ions. We find the interaction between the electron and Mn ion to depend strongly on the number of electrons. It can be switched off for closed shell configurations and maximized for partially filled shells. However, unlike the total electron spin S which is maximized for half-filled shells, we predict the exchange interaction to be independent of the filling of the electronic shell. We show how this unusual effect manifests itself in quantum dot addition and excitation spectrum.  相似文献   

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