δ掺杂对磁纳米结构中电子输运性质的影响

建立铁磁条调制下含有δ掺杂的磁纳米结构模型,计算不同δ掺杂位置及高度时电子的透射几率及自旋极化率,重点研究了该纳米结构中电子的自旋输运性质。结果表明,该磁纳米结构中可实现较显著的自旋极化效应,且δ掺杂的位置及高度均会对其中的电子输运性质产生影响。因此,理论上可以通过控制δ掺杂的位置及高度来获得实际需要的自旋极化强度,有助于新型自旋电子学器件的开发。     

Dirac-Weyl半金属结中电磁控制的克莱因隧穿和电荷电导

从理论上研究了Dirac-Weyl半金属结中电磁控制的克莱因隧穿和电荷电导.研究发现:完美电子隧穿显著依赖于电势垒的大小、磁场幅度及其方向.当电势垒接近费米能时,该结构显示了明显的波矢过滤特性.通过调节磁场幅度和方向,可以获得任意入射角度的完美隧穿电子波矢.基于电子的透射概率,进一步计算了电势垒和磁场幅度对电荷电导的影响,通过选择合适的电势垒或磁场幅度,可以实现电子开关的功能.这些理论结果为设计基于Dirac-Weyl半金属结中纳米电子器件提供了基础.     

与二维电子气耦合的双量子点中的自旋极化输运

研究磁场作用下与左右两个二维电子气耦合的双量子点系统中的自旋极化输运过程.结果发现当两个量子点靠近时,电导中会出现Dicke效应导致的不对称尖峰.随着量子点间的距离增大,Dicke尖峰变宽并向低能级方向移动.当磁场只施加在二维电子气中时,量子点中的电导是自旋无极化的;但是当量子点的能级发生塞曼分裂时,电导中自旋朝上和朝下电导的尖峰在能量空间向相反方向移动,但保持大小不变.计算结果还发现两个量子点能级的差会在电导的Dicke尖峰附近产生额外的谷,并降低尖峰的高度.所研究的结构有望用于自旋过滤或分离装置.     

弯曲对扶手椅型石墨烯纳米带电子性质的影响

石墨烯纳米带并不是一个完全平整的结构,而是一个准平面结构．为了研究非平整对石墨烯纳米带电子结构的影响,利用紧束缚方法和轨道杂化理论,研究了弯曲对扶手椅型石墨烯纳米带电子结构的影响．计算结果表明：扶手椅型石墨烯纳米带电子性质与弯曲的程度有关,且在高能部分影响较大;当纳米带的宽度一定时,随着弯曲程度的增加,能带的带隙随之增加．     

复杂周期磁超晶格的电导共振劈裂

利用转移矩阵方法,研究了在非均匀垂直磁场作用下的二维电子气中弹道电导的共振劈裂.这一非均匀磁场可以通过在异质结上沉积铁磁条来实现.结果显示:对于n个周期且每个周期含有m个构筑块的复杂的磁超晶格结构,弹道电导的共振区将劈裂为m个子能窗,并且在每个子能窗中,弹道电导具有n-1重的劈裂峰.本质上,弹道电导的劈裂规则仍然是隧穿几率劈裂的反应.     

偏压可调的铁磁-肖特基金属和半导体纳米电子自旋过滤器

在半导体异质结上沉积一条纳米级的铁磁条带和一条肖特基金属条带可获得一个电子自旋过滤器.采用转移矩阵法,我们研究了偏压对该电子自旋过滤器中电子自旋过滤性质的影响.通过数值计算,我们发现,该电子自旋过滤器中,电子自旋极化的幅度和符号与偏压密切相关,这可用来制造一个偏压可调的电子自旋过滤器.     

梯子形石墨烯纳米条带输运性质的研究

在紧束缚近似下,采用Green函数和Landauer-Büttiker公式计算了梯子型石墨烯纳米条带的电子输运性质。结果表明,随着阶梯数的增加,梯子型石墨烯纳米条带电导峰以0.0 eV为中心发生对称分裂,中心电导峰减小直至消失;随着阶梯间间隔变大,电导峰减小。通过数值计算,揭示了该新型石墨烯结构电子输运的物理机制,为基于石墨烯的新器件的设计和优化提供理论指导。     

石墨烯双势垒结构中的输运特性

利用Landauer-Büttiker散射理论和传递矩阵方法研究了单层石墨烯双势垒结构中的隧穿几率和电导.计算结果表明:即使存在克莱因隧穿效应,单层石墨烯双势垒结构中的量子隧穿仍然与势阱宽度和势垒高度密切相关.隧穿几率和电导表现出复杂的振荡行为,振荡的振幅和周期敏感地依赖于势阱宽度、势垒高度、电子的入射能量和入射角度....     

纳米结构中电子输运受到磁电垒影响的研究

我们使用转移矩阵方法,详细研究了纳米结构中的弹性电子的透射几率、自旋极化和电导,发现这些物理量敏感地依赖于周期性的磁电垒的周期数.随着周期数增加, 共振劈裂数目增加,共振峰增多导致共振峰变尖锐,同时自旋极化也加强.奇怪的是,在这种结构中通过自旋依赖的共振输运可以获得100%的自旋极化,尽管此结构中的平均磁场为零.     

复合磁电垒纳米结构中的电子自旋过滤器

采用转移矩阵法,我们研究了在偏压存在的情况下,由沉积在InAs半导体异质结上的两条铁磁条带和一条肖特基金属条带构建的电子自旋过滤器中电子的自旋过滤特性.研究发现,该电子自旋过滤器中,电子自旋极化的大小和幅度与偏压密切相关,这些有趣的性质对如何制造一个偏压可调的电子自旋过滤器十分有益.     

多通道铁磁纳米线中的自旋极化和磁电阻

利用散射矩阵理论,研究了多通道纳米线结构中的量子化电导、自旋极化和弹道磁电阻.结果表明:在铁磁排列时,自旋简并解除,量子化电导以e2/h为单位变化,自旋极化率可以达到33%;随着纳米线宽度的减小,弹道磁电阻增长迅速;当线细到只有一种自旋态电子通过时,磁电阻达到无穷大,其自旋极化率为100%.     

偏转线圈三维磁场的空间谐波展开及其计算

研究了显像管等器件中偏转线圈三维磁场的空间谐波展开技术及其计算,利用空间谐波的正交性,对铁芯所产生的感应磁场强度,推导出了其各次谐波的表达式,它们与铁芯表面感应磁荷的各次谐波是阶数一一对应的,编制了一个偏转线圈三维磁场计算的程序。用此程序计算了一个偏转线圈的例子,取得了很好的结果。这为偏转线圈中三维磁场强度的计算提供了一个快速而较为准确的方法,可用于显像管磁偏转系统的模拟和研制中。     

Electronic spin transport and spin precession in single graphene layers at room temperature

Electronic transport in single or a few layers of graphene is the subject of intense interest at present. The specific band structure of graphene, with its unique valley structure and Dirac neutrality point separating hole states from electron states, has led to the observation of new electronic transport phenomena such as anomalously quantized Hall effects, absence of weak localization and the existence of a minimum conductivity. In addition to dissipative transport, supercurrent transport has also been observed. Graphene might also be a promising material for spintronics and related applications, such as the realization of spin qubits, owing to the low intrinsic spin orbit interaction, as well as the low hyperfine interaction of the electron spins with the carbon nuclei. Here we report the observation of spin transport, as well as Larmor spin precession, over micrometre-scale distances in single graphene layers. The 'non-local' spin valve geometry was used in these experiments, employing four-terminal contact geometries with ferromagnetic cobalt electrodes making contact with the graphene sheet through a thin oxide layer. We observe clear bipolar (changing from positive to negative sign) spin signals that reflect the magnetization direction of all four electrodes, indicating that spin coherence extends underneath all of the contacts. No significant changes in the spin signals occur between 4.2 K, 77 K and room temperature. We extract a spin relaxation length between 1.5 and 2 mum at room temperature, only weakly dependent on charge density. The spin polarization of the ferromagnetic contacts is calculated from the measurements to be around ten per cent.     

基于磁光材料的磁可调石墨烯多带吸收特性

为了改善石墨烯的吸收性能,基于石墨烯的磁光效应,提出了一种采用磁性材料构成的光子晶体异质结构。该光学结构可使石墨烯实现多带吸收。吸收带的数目可通过改变光子晶体的周期数来调节。利用4×4传输矩阵法数值研究了该光子晶体异质结构的相关参数对石墨烯吸收率的影响。结果表明:石墨烯的吸收特性表现出一定的磁圆二色性。但通过调节费米能量,在外磁场的作用,左旋圆偏振光和右旋圆偏振光均可具有较高的吸收率。研究结果为偏振光学领域石墨烯基新型光子学器件的设计制作提供了理论依据。     

石墨烯圆环中的Aharonov-Bohm效应

我们用微加工方法制备了直径为1μm的单层石墨烯Aharonov-Bohm（AB）干涉环器件,在0.3K的低温和0.3T的磁场条件下对其电子输运性质进行了测量,看到了随磁场近似等间距的AB干涉振荡,说明石墨烯在0.3K时相位相干长度达到了μm尺度.我们对AB振荡的实验曲线进行了分析处理,发现其振荡周期与理论计算吻合得很好.     

判断同步辐射偏振方向的一种方法

电子在磁场中作加速运动时所发出的辐射一般为椭圆偏振波，本文将同步辐射的偏振特性与电子运动的回转方向和视轨迹形状联系起来，得到了由观察者的位矢与磁场方向的夹角θ和电子运动方向与磁场方向之间的夹角α之间的关系来确定同步辐射的偏振特性的方法。     

含铁磁耦合玻色气体磁化率的研究

采用平均场理论研究三维含铁磁耦合相互作用玻色气体的磁化率, 讨论了磁化率χ 与约化温度t、约化铁磁 耦合常数?I、朗德因子g 以及约化磁场强度h 的关系.结果表明,顺磁性和弱铁磁耦合强度下铁磁性的增加均有利于磁 化率的增大.