与非共线铁磁引线耦合的双量子点环中电子的输运

用非平衡格林函数理论研究与两个铁磁引线连接的平行连耦合双量子点系统中电子输运性质。两个铁磁引线的磁矩相互成任意角度,即磁矩是非共线性的。通过调节磁矩间的角度,可以控制不同自旋方向电子的输运性质,从而能充分操作通过整个系统的电流和隧穿磁阻。两个铁磁弓I线磁矩间的相对角度对量子点中不同自旋电子的占据数有显著的影响,是决定电流和隧穿磁阻性质的内在机制。量子点间的耦合强度、量子点与引线的耦合强度等也会对系统的电流有明显的作用,从而提供了丰富的电流操控手段。本文研究的系统可以用作自旋阀,在自旋电子学器件中有实际的应用价值。     

量子点体系中自旋过滤、自旋流产生和自旋注入

自旋电子学是一门新兴的交叉学科,其中心主题就是对固体电子系统中电子的自旋自由度进行有效地操作和控制.量子点体系中的自旋效应近期受到了理论和实验较多的关注.本文着重介绍了自旋轨道耦合效应对量子点体系输运性质的影响,探讨了怎样利用自旋轨道耦合效应来实现对自旋的有效过滤和纯自旋流产生.基于四铁磁端双量子点体系中电子的交换相互作用机制,指出了一种可以显著提高从铁磁金属到半导体量子点自旋注入效率的新方法.     

耦合于铁磁电极平行双量子点的自旋极化输运

利用双杂质的Anderson模型的哈密顿量,从理论上研究了耦合于铁磁电极的平行双量子点的自旋极化输运性质,并借助运动方程方法求解了哈密顿量.结果表明,该系统在费米能级处的Kondo共振峰与自旋极化强度和磁通量的取值有关.与此同时,在平行组态情况下,Kondo共振峰位置发生了偏移,而在反平行组态情况下,Kondo共振峰出现在相同位置处.这些现象使得这一双量子点系统的物理特性更加丰富,它们将有助于解释自旋电子学中的电子关联问题.     

1/5掺杂反铁磁海森堡自旋链的基态

利用密度矩阵重整化群方法研究1/5掺杂对自旋1/2海森堡反铁磁链的影响.研究表明,掺人侧自旋能减弱近邻自旋关联但增强长程自旋关联,同时侧自旋的掺入破坏了子格对称性,导致系统基态反铁磁和铁磁长程序共存.侧自旋对量子涨落的抑制作用随自旋关联距离的增加而减弱,且其自身受到量子涨落的影响最小.对于1/5掺杂反铁磁海森堡自旋链,量子涨落的影响明显,引起了交错磁化率47%的减弱.     

磁场作用下各向异性海森堡反铁磁模型的DMRG数值分析

对一维交换各向异性海森堡反铁磁自旋链XXZ模型系统进行了研究。在施加外磁场环境下,利用密度矩阵重整化群方法计算了零温系统的基态能、纠缠度,得到交换各向异性作用参数和外磁场对该系统由反铁磁态到顺磁态量子相变临界点的影响规律。     

微波场下自旋偏压驱动的量子点输运特性

采用非平衡态格林函数方法,研究了外磁场、微波场对自旋偏压驱动量子点输运特性的影响.数值结果表明:外磁场破坏量子点能级的自旋简并,相应自旋流的共振峰劈裂,电荷流不为零,不能获得纯自旋流;微波场作用下,量子点会有更多的隧穿通道,产生了许多的边带峰,特别是强微波场作用下多光子过程起了重要作用.     

纳米材料锰掺杂量子点中的近藤效应

采用非平衡格林函数方法,探讨了量子点掺杂锰原子纳米材料的低温输运特性。结果表明,输运受到掺杂锰原子的强烈影响。具体来说,在微分电导中出现（2S＋1）个近藤劈裂峰,锰原子表现为一个多值量子化有效磁场,导致这种劈裂。     

光学界面自旋波与界面各向异性

计入外磁场、体和界面单轴各向异性后，详细研究了铁磁或反铁磁层间耦合的自旋双链系统中的光学界面自旋波及其存在的充要条件．结果发现：对于不同的界面各向异性，该系统可以存在０、１和２个光学界面自旋波，其能量随铁磁层间耦合强度的增大而升高，却随反铁磁层间耦合强度的增大而降低．     

在外磁场中对铁磁体、反铁磁体、亚铁磁体的自旋波谱的讨论

在外磁场中我们用量子理论方法计算了铁磁体、反铁磁、亚铁磁体的自旋波谱,并对自旋波的特点进行了讨论。我们发现亚铁磁体既有类似于反铁磁体的磁序特性,又有类似于铁磁体的波谱特性。     

反铁磁链中的自旋奇偶效应

在大自旋和强各向异性极限下,研究了拓扑相因子对双轴各向异性量子反铁磁链中宏观量子相干的影响.结果表明:有限温度下,在有限长度的量子反铁磁自旋链中,由于拓扑相因子的存在,简并Neel真空态之间隧穿幅的性质将取决于自旋是整数还是半整数.     

声学界面自旋波与界面各向异性

考虑了外磁场，体和界面各向异性后，详细研究了铁磁或反铁磁层间耦合下自旋双链系统中的声学界面自旋波及其存在的充要条件，发现在适当的界面各向异性的条件下，该系统可以存在０，１或２个声学界面自旋波，其能量随铁磁层间耦合强度的增大而升高，却随反铁磁层间耦合强度的增大而降低。     

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.     

一维量子反铁磁链格点自旋对易关系与广义拉氏表示

以晶格自旋体系的Heisenberg模型为依据，计算了大s的极限情况下，一维量子反铁磁链转动生成元l与Neel矢量间的对易关系，求出了以广义坐标和广义动量形式表示的格点自旋间的拉氏函数密度表示。     

声-光型界面自旋波与界面各向异性

在考虑了外磁场、界面各向异性后，详细研究了铁磁和反铁磁层间耦合下自旋双链系统中的声－光型界面自旋波及其存在的充要条件．在适当的界面各向异性条件下，系统中可以存在０、１或２个声－光型界面自旋波，并发现其能量随铁磁层间耦合强度的增大而升高，随反铁磁层间耦合强度的增大而降低．     

阻挫自旋梯子的纠缠与量子相变

对于具有阻挫作用的反铁磁自旋梯子,采用多体格林函数方法并结合Jordan-Wigner变换,计算系统中近邻双格点的纠缠,分析纠缠的奇异性与量子相变之间关系.发现随着外磁场的变化,纠缠出现奇异即发生量子相变,但在量子相变点纠缠不一定出现奇异,这说明纠缠奇异与量子相变并非一一对应,此外纠缠平台与磁化平台一一对应.     

交换耦合双能级量子点的全计数统计

基于粒子数分辨的量子主方程,研究了自旋交换耦合双能级量子点中的电子全计数统计,给出了平均电流、散粒噪声和偏斜度.库仑排斥和交换作用导致了平均电流中的小平台;散粒噪声和铁磁电极的极化率以及量子点与电极的不对称耦合密切相关.极化率和量子点电极不对称耦合越大,超泊松散粒噪声越容易出现.当两个自旋单态通道能级参与输运时散粒噪声会大大降低,而当两个自旋三重态通道能级同时参与输运时散粒噪声则会明显增大.     

复杂氧化物中的金属-绝缘体转变

理解金属-绝缘体转变机制有助于进一步了解复杂氧化物中的微观物理行为.基于复杂氧化物材料,首先介绍金属-绝缘体的转变机制:Wilson转变、Mott转变、Anderson转变和Peierls转变.除上述四种机制外,以锰氧化物材料为例,阐述双交换机制和Jahn-Taller畸变的作用对铁磁自旋有序的影响,以及s-d杂化、掺杂和电子-声子散射所引起的铁磁金属到顺磁绝缘态的转变.同时介绍含有磁性粒子的非磁材料中的近藤效应,进而分析外界磁场作用对锰氧化物材料输运性质的影响.     

光学界面自肇波与界面各向异性

计入外磁场、体和界面单轴向异性后，详细研究了铁磁或反铁磁层间耦合的自旋双链系统中的不迩界面自旋波及其存在的充要条件，结果发现：对于不同的界面各向异性，系统可以存在０、１和２个光学界面自肇波，其能量随铁磁层间耦合强度的增大而升高，却随反铁磁层间耦合哟度的增大而降低。     

不同方向缺陷磁场对量子自旋体系纠缠和信息传输的影响

为了提高信息传输的保真度,研究了缺陷磁场对自旋系统中纠缠和保真度的作用,讨论了不同方向缺陷磁场、温度、各向异性作用对纠缠和量子通讯的影响.研究发现,由z方向的磁场诱导的纠缠一般较x方向磁场诱导的纠缠大.z方向磁场和x方向磁场对保真度的影响具有竞争作用,反铁磁系统更适合于信息的传输.     

与铁磁导体耦合的量子点中非线性热自旋效应

研究与两个铁磁导体耦合的单个量子点中热梯度产生的纯自旋流。发现热梯度和电子库的铁磁性会在量子点能级离开电子-空穴对称点时产生较强的自旋压。自旋压的大小和方向可以通过改变热梯度的方向来调整。当两个铁磁引线的磁化方向为相互平行时,自旋压的绝对值最小,而当两个引线中的磁矩为反平行时,自旋压的强度会显著增大。