δ势垒对多臂量子环中持续电流的影响

提出了含δ势垒的多臂量子环模型.研究发现总磁通为零时,持续电流随半导体环增大发生非周期性振荡,下臂因含δ势垒而获得最小的平均持续电流.AB磁通增强时,持续电流会发生周期性等幅振荡,并与电极的磁矩方向以及隧穿电子的自旋方向相关.两电极磁矩方向平行时,Rashba自旋轨道耦合具有改变持续电流相位和相位差的效应;两电极磁矩方向反平行时,Rashba自旋轨道耦合具有改变持续电流振幅的效应.各臂之间持续电流的不同与臂长和磁通分布的差异相关.在一定条件下,两种波函数所对应的持续电流是可分离的. 关键词： 多臂量子环 持续电流 δ势垒 Rashba自旋轨道耦合     

δ势垒对多臂量子环中持续电流的影响

提出了中臂弯曲的多臂量子环模型,且是上臂最短和下臂最长的不等臂量子环.研究发现：总磁通为零时,持续电流随半导体环增大发生非周期性振荡,并与电极的磁矩方向及隧穿电子的自旋方向相关,下臂因为最长而获得最小的平均持续电流.AB磁通增强时,持续电流会发生周期性振荡,各臂之间明显出现相互制约的现象.各臂持续电流之间的差异与臂长和磁通分布相关,Rashba自旋轨道耦合具有改变持续电流相位和相位差的效应.在一定条件下,两种波函数所对应的持续电流是可分离的.     

铁磁/半导体/铁磁结构的双量子环自旋输运的特性

研究了与铁磁/半导体/铁磁结构相关的双量子环自旋输运的规律,研究结果表明：总磁通为零条件下,铁磁电极磁化方向反平行时,双量子环与单量子环相比提高了自旋电子透射概率的平均值.铁磁电极磁化方向平行时,双量子环对提高自旋向下电子平均透射概率的效果更明显;双量子环受到Rashba自旋轨道耦合作用影响时,自旋电子的平均透射概率明显高于单量子环,即使再加上外加磁场的影响,透射概率较高这一特征依然存在;双量子环所含的δ势垒具有阻碍自旋电子输运的作用,随δ势垒强度Z的增大透射概率 关键词： 双量子环 Rashba自旋轨道耦合 透射概率 δ势垒')" href="#">δ势垒     

特殊结构的多臂量子环的持续电流

提出了中臂弯曲的多臂量子环模型,且是上臂最短和下臂最长的不等臂量子环.研究发现：总磁通为零时,持续电流随半导体环增大发生非周期性振荡,并与电极的磁矩方向及隧穿电子的自旋方向相关,下臂因为最长而获得最小的平均持续电流.AB磁通增强时,持续电流会发生周期性振荡,各臂之间明显出现相互制约的现象.各臂持续电流之间的差异与臂长和磁通分布相关,Rashba自旋轨道耦合具有改变持续电流相位和相位差的效应.在一定条件下,两种波函数所对应的持续电流是可分离的. 关键词： 多臂量子环 持续电流 Rashba自旋轨道耦合     

含δ势垒的铁磁/半导体/铁磁异质结中的自旋输运和渡越时间

研究了含δ势垒的铁磁/半导体/铁磁异质结中自旋相关的透射概率和渡越时间,讨论了量子尺寸效应和Rashba自旋轨道耦合效应对隧穿特性的影响.研究结果表明：δ势垒的存在降低了自旋电子的透射概率,改变了透射概率的位相.Rashba自旋轨道耦合强度的增加加大了透射概率的振荡频率.不同自旋取向的电子隧穿异质结时,渡越时间随着半导体长度、Rashba自旋轨道耦合强度以及两铁磁电极中的磁化方向的夹角的变化而变化. 关键词： δ势垒')" href="#">δ势垒 铁磁/半导体/铁磁异质结 Rashba自旋轨道耦合效应 渡越时间     

含杂质的三臂环中的持续电流

采用量子波导理论,研究了含杂质的介观三臂环中的持续电流。结果表明:输运电流存在时,不含磁场的三臂环中也可有持续电流产生, 这是纯的量子现象。即使含杂质的三臂环和含杂质的单环上、下臂比例相同,两环中的电流也明显不同。更重要的是发现在某些能量范围内,杂质不总是制约持续电流的增大。     

Al0.6Ga0.4N/GaN/Al0.3Ga0.7N/Al0.6Ga0.4N量子阱中的Rashba自旋劈裂

正如人们所知, 可以通过电场或者设计非对称的半导体异质结构来调控体系的结构反演不对称性(SIA)和Rashba自旋劈裂. 本文研究了Al_0.6Ga_0.4N/GaN/Al_0.3Ga_0.7N/Al_0.6Ga_0.4N量子阱中第一子带的Rashba 系数和Rashba自旋劈裂随Al_0.3Ga_0.7N插入层(右阱)的厚度w_s以及外加电场的变化关系, 其中GaN层(左阱)的厚度为40-w_s Å. 发现随着w_s的增加, 第一子带的Rashba系数和Rashba自旋劈裂首先增加, 然后在w_s>20 Å 时它们迅速减小, 但是w_s>30 Å时Rashba自旋劈裂减小得更快, 因为此时k_f也迅速减小. 阱层对Rashba系数的贡献最大, 界面的贡献次之且随w_s变化不是太明显, 垒层的贡献相对比较小. 然后, 我们假w_s=20 Å, 发现外加电场可以很大程度上调制该体系的Rashba系数和Rashba自旋劈裂, 当外加电场的方向同极化电场方向相同(相反)时, 它们随着外加电场的增加而增加(减小). 当外加电场从-1.5×10⁸ V·m^-1到1.5×10⁸ V· m^-1变化时, Rashba系数随着外加电场的改变而近似线性变化, Rashba自旋劈裂先增加得很快, 然后近似线性增加, 最后缓慢增加. 研究结果表明可以通过改变GaN层和Al_0.3Ga_0.7N层的相对厚度以及外加电场来调节Al_0.6Ga_0.4N/GaN/Al_0.3Ga_0.7N/Al_0.6Ga_0.4N量子阱中的Rashba 系数和Rashba自旋劈裂, 这对于设计自旋电子学器件有些启示.     

自旋轨道耦合和磁场对准一维铁磁/半导体/铁磁系统中电子输运性质的影响

利用传递矩阵方法，我们计算了自旋轨道耦合和磁场对准一维铁磁/半导体/铁磁系统中电子输运性质的影响。计算结果发现，透射系数的振幅随磁场增加而增大。在反铁磁排列时，即使在磁场作用下，上、下自旋电子具有相同的透射系数。与不加磁场时的情况相反，在一定的磁场和耦合强度时，铁磁排列中，上自旋电子的透射系数大于下自旋电子的，而且出现了自旋反转。     

任意正多边形量子环自旋输运的普遍解

在有关偶数正多边形量子环对称连接特殊情形的自旋输运特性的研究基础上,进一步探讨了任意正多边形量子环的自旋输运性质.不仅解析地求解了相关电子散射问题,而且得到了 Landauer-Buttiker 电导的普遍公式,并讨论了它的圆环极限和 Aharonov-Casher 相位问题.结合数值计算,研究了正多边形量子环的Landauer-Buttiker 电导随多边形边数、引线连接方式、自旋轨道耦合强度以及电子波矢的周期变化特性和零点分布规律.     

任意正多边形量子环自旋输运的普遍解

在有关偶数正多边形量子环对称连接特殊情形的自旋输运特性的研究基础上,进一步探讨了任意正多边形量子环的自旋输运性质.不仅解析地求解了相关电子散射问题,而且得到了 Landauer-Buttiker 电导的普遍公式,并讨论了它的圆环极限和 Aharonov-Casher 相位问题.结合数值计算,研究了正多边形量子环的Landauer-Buttiker 电导随多边形边数、引线连接方式、自旋轨道耦合强度以及电子波矢的周期变化特性和零点分布规律. 关键词： Rashba 自旋-轨道耦合 Aharonov-Casher 相位 量子网络 量子输运     

Thermospin effects in parallel coupled double quantum dots in the presence of the Rashba spinben orbit interaction and Zeeman splitting

The thermoelectric and the thermospin transport properties, including electrical conductivity, Seebeck coefficient, thermal conductivity, and thermoelectric figure of merit, of a parallel coupled double-quantum-dot Aharonov-Bohm interferometer are investigated by means of the Green function technique. The periodic Anderson model is used to describe the quantum dot system, the Rashba spin-orbit interaction and the Zeeman splitting under a magnetic field are considered. The theoretical results show the constructive contribution of the Rashba effect and the influence of the magnetic field on the thermospin effects. We also show theoretically that material with a high figure of merit can be obtained by tuning the Zeeman splitting energy only.     

Effect of Rashba spin-orbit coupling on electron transport in asymmetrically coupled regular polygonal quantum ring

The effect of Rashba spin-orbit coupling (SOC) on electron transport in asymmetrically coupled regular polygonal quantum ring is investigated. In absence of SOC, two kinds of conductance zeros appear periodically. In presence of SOC, one kind of conductance zero can be lifted by the Rashba SOC, the others persist.     

Spin current and its heat effect in a multichannel quantum wire with Rashba spin-orbit coupling

Using the perturbation method,we theoretically study the spin current and its heat effect in a multichannel quantum wire with Rashba spin-orbit coupling.The heat generated by the spin current is calculated.With the increase of the width of the quantum wire,the spin current and the heat generated both exhibit period oscillations with equal amplitudes.When the quantum-channel number is doubled,the oscillation periods of the spin current and of the heat generated both decrease by a factor of 2.For the spin current j s,xy,the amplitude increases with the decrease of the quantum channel;while the amplitude of the spin current j s,yx remains the same.Therefore we conclude that the effect of the quantum-channel number on the spin current j s,xy is greater than that on the spin current j s,yx.The strength of the Rashba spin-orbit coupling is tunable by the gate voltage,and the gate voltage can be varied experimentally,which implies a new method of detecting the spin current.In addition,we can control the amplitude and the oscillation period of the spin current by controlling the number of the quantum channels.All these characteristics of the spin current will be very important for detecting and controlling the spin current,and especially for designing new spintronic devices in the future.     

存在自旋轨道耦合的介观小环中的持续自旋流

文章作者研究了存在自旋轨道耦合的介观小环的平衡态性质.此前人们已经知道,在有磁通穿过的介观小环中,绕环运动的电子会产生一附加的Berry相位而导致持续电流;同样地,在仅有自旋轨道耦合的体系中,电子绕环运动也应当会产生附加的自旋Berry相位,进而驱动持续自旋流.文章作者通过对一个有正常区和自旋轨道耦合区的复合小环的计算,结果表明,无电流伴随的纯持续自旋流的确存在.文章作者指出,这持续自旋流描述真实的自旋运动,并且它能被实验观测.     

嵌入耦合量子点的介观Aharonov-Bohm环内的持续电流

使用双杂质的Anderson模型的哈密顿量，从理论上研究了一个嵌入耦合量子点的介观Aharonov-Bohm环系统处在Kondo区时的基态性质, 并用slave-boson平均场方法求解了哈密顿量. 结果表明, 在这个系统中, 宇称效应和复杂的电流 相位关系的出现反映了两个量子点可以相干耦合. 关键词： 持续电流 耦合量子点 宇称效应 Kondo效应     

Transport polygonal properties in a multi-terminal regular quantum ring with Rashba spin-orbit coupling

<正>Transport properties in a multi-terminal regular polygonal quantum ring with Rashba spin-orbit coupling(SOC) are investigated analytically using quantum networks and the transport matrix method.The results show that conductances remain at exactly the same values when the output leads are located at axisymmetric positions.However,for the nonaxisymmetrical case,there is a phase difference between the upper and lower arm,which leads to zero conductances appearing periodically.An isotropy of the conductance is destroyed by the Rashba SOC effect in the axisymmetric case. In addition,the position of zero conductance is regulated with the strength of the Rashba SOC.     

Thermospin effects in parallel coupled double quantum dots in the presence of the Rashba spin-orbit interaction and Zeeman splitting

The thermoelectric and the thermospin transport properties,including electrical conductivity,Seebeck coefficient,thermal conductivity,and thermoelectric figure of merit,of a parallel coupled double-quantum-dot Aharonov-Bohm interferometer are investigated by means of the Green function technique.The periodic Anderson model is used to describe the quantum dot system,the Rashba spin-orbit interaction and the Zeeman splitting under a magnetic field are considered.The theoretical results show the constructive contribution of the Rashba effect and the influence of the magnetic field on the thermospin effects.We also show theoretically that material with a high figure of merit can be obtained by tuning the Zeeman splitting energy only.     

对称抛物势阱磁性隧道结中的自旋输运及磁电阻效应

研究了两端具有铁磁接触的对称抛物势阱磁性隧道结(F/SPW/F)中自旋相关的隧穿概率和隧穿磁电阻,讨论了量子尺寸效应和Rashba 自旋轨道耦合作用对自旋极化输运特性的影响.研究结果表明:隧穿概率和隧穿磁电阻随抛物势阱宽度的增加发生周期性的振荡.抛物势阱深度的增加减小了隧穿概率和隧穿磁电阻的振荡频率.Rashba 自旋轨道耦合强度的增加加大了隧穿概率和隧穿磁电阻的振荡频率.隧穿概率和隧穿磁电阻的振幅和峰谷比强烈依赖于两铁磁电极中磁化方向的夹角. 关键词： 磁性隧道结 Rashba 自旋轨道耦合 隧穿概率 隧穿磁电阻