铁磁/有机系统的自旋扩散漂移性质研究

基于自旋扩散漂移方程和欧姆定律,理论研究了电场对铁磁/有机半导体界面的电流自旋极化性质的影响.考虑到有机半导体内特殊的载流子以及电场对其自旋扩散长度的影响,计算了界面处的电流自旋极化率.结果表明,高电场可以使界面处的电流自旋极化率得到有效提高.同时还进一步研究了电场下有机半导体中极化子比率、自旋相关界面电阻等因素对电流自旋极化的影响.     

铁磁/有机系统的自旋扩散漂移性质研究王

基于自旋扩散漂移方程和欧姆定律, 理论研究了电场对铁磁/有机半导体界面的电流自旋极化性质的影响. 考虑到有机半导体内特殊的载流子以及电场对其自旋扩散长度的影响, 计算了界面处的电流自旋极化率. 结果表明, 高电场可以使界面处的电流自旋极化率得到有效提高. 同时还进一步研究了电场下有机半导体中极化子比率、自旋相关界面电阻等因素对电流自旋极化的影响.     

有机共轭聚合物概述

概述了有机共轭聚合物以其独特性质在有机发光，有机自旋电子学等多个领域的应用，同时介绍了有有机共轭聚合物的元激发，孤子，极化子和双极化子。     

齐分子吡咯中极化子和双极化子及其稳定性

采用半经验Austin Model 1(AM1)方法，计算了齐分子吡咯聚合物(PPy)的中性态和带电态的几何结构性质．与中性态相比，带电态下其分子结构表现在C-C键长发生显著改变，单电荷掺杂导致极化子元激发；当掺杂的双电荷随机放置时，出现了两种情况：一种情况下产生双极化子，另一种情况下会产生两个分立的极化子．通过控制链的长度．可实现极化子与双极化子之间的相变，从而揭示出在有机半导体材料中实现自旋极化输运的可能性．     

无自旋费米气体中一维自旋轨道耦合杂质诱导的极化子研究

运用变分波函数的方法,研究了处于无自旋费米海中一维自旋轨道耦合杂质形成的极化子的基本性质.研究结果显示:当杂质没有自旋轨道耦合时,极化子态的动量始终是0;当考虑杂质的一维自旋轨道耦合时,极化子态具有有限的动量,并且随着拉曼耦合强度的增大而减小;当塞曼劈裂不为0时,极化子态的动量会随着拉曼耦合强度的增大而降到0.本文研究...     

三终端量子点环中的自旋极化输运

利用非平衡态格林函数方法,研究了一个存在局域Rashba自旋轨道耦合作用的三电极量子点环结构中的电子输运性质.结果发现,Rashba自旋轨道耦合作用引起的自旋相关的量子干涉效应能够在电极中产生自旋流.这种自旋流的大小、方向以及自旋极化度等性质可以通过纯电学手段改变系统参数来加以调控.在适当选择这些参数时,电极中甚至可以产生完全自旋极化流或纯自旋流.这些效应说明我们所研究的系统可用来设计纯电学的自旋流产生装置.     

Rashba效应影响下半导体量子点中弱耦合极化子的性质

采用改进的线性组合算符和幺正变换的方法研究Rashba效应影响下量子点中弱耦合极化子的性质.导出了Rashba效应影响下量子点中弱耦合极化子的振动频率、有效质量、基态分裂能和相互作用能.数值计算结果表明表明随Rashba自旋一轨道耦合常数αR的增加由于声子作用产生的附加能量能对零磁场下自旋分裂能的影响占有绝对优势.所以,研究Rashba自旋轨道相互作时声子的影响不可忽略.     

考虑Rashba效应自组织量子点中极化子性质

在对半导体量子点的研究中考虑自旋一轨道相互作用对极化子基态能量的影响．采用LLP变分的方法研究了电子一声子相互作用．结果表明声子对极化子基态能量起了很重要的作用,而且由于极化子分裂能对极化子基态能量的贡献很大,故在量子点中研究极化子性质时不可忽略极化子分裂能的影响．自旋分裂能随动量增加呈抛物线型增加．随Rashba自旋轨道耦合常数的增加极化子基态能量表现为增加和减少两种截然相反的情况,而两个分裂态中自旋向下的能态更稳定．Rashba效应不可忽略．     

贵金属/半导体异质结中的光致自旋电流效应研究

自旋电子材料因能同时对电子的自旋和电荷两个自由度实施操控,在构筑以低功耗、超高速、大容量和超宽带为特征的新一代信息处理技术中展现出巨大的应用潜力.然而,通过掺杂过渡金属元素和稀土离子而形成的传统稀磁半导体和钙钛矿锰氧化物往往因结构缺陷导致的居里温度不高、自旋磁矩和自旋极化率偏低等不足,阻碍了自旋电子材料的商业化应用.近年来,在高纯半导体上沉积贵金属薄膜所形成的贵金属/半导体异质结中,通过使用偏振光激发该类异质结可产生纯自旋电流.这种基于逆自旋霍尔效应(ISHE)、可在室温下运行的、非接触和非破坏型的自旋极化激励方法理论上可获得高于50%自旋极化率,引起了人们的广泛关注.文章主要介绍光致自旋电流形成机制和测试方法,以及入射光圆偏振度、光强、入射角度等参数对光致自旋注入效率的调控机理,介绍杂质介导和声子介导对光致自旋输运的贡献,最后提出增强光致自旋电子极化率的可行方案,可为揭示自旋载流子产生、注入和输运相关的自旋动力学核心科学问题以及研制高性能自旋电子器件提供有益的参考.     

聚二乙炔(polydiacetylene)的基态及极化子和双极化子激发态

建立了描述基态非简并聚合物聚二乙炔(polydiacetylene)的紧束缚模型. 研究了基态和带电激发态下的电子性质. 发现聚二乙炔基态下具有稳定的二聚化结构, 其能带分为四条子带, 对应于聚二乙炔链的四周期结构. 掺杂电荷时可形成极化子和双极化子非线性元激发, 计算了相应的产生能和束缚能, 发现在不考虑电子-电子Coulomb相互作用的情况下, 双电荷掺杂时产生双极化子比产生两个极化子更加稳定, 在双极化子中晶格畸变对掺杂电荷的定域束缚程度远远大于极化子中.     

铁磁/半导体/铁磁异质结构的自旋极化输运

采用相干量子输运理论和传递矩阵方法,研究了具有不同自旋指向的极化电子渡越铁磁/半导体/铁磁异质结构的隧穿几率和自旋极化率.研究表明,隧穿几率和自旋极化率随半导体长度的改变发生周期性变化、随Rashba自旋轨道耦合强度的改变发生准周期变化,并且在2铁磁电极中磁矩取向平行时;选择适当的半导体的长度和Rashba自旋轨道耦合强度可以得到较大的自旋极化率.     

T型有机器件自旋注入效率的提高

考虑到有机半导体中特殊的载流子电荷自旋关系,建立了一个自旋注入有机半导体的简单的T型器件模型,运用自旋扩散理论计算得出了此模型的电流白旋极化率并与铁磁／有机半导体异质结构的注入效率进行了比较．理论计算发现T型模型中通过调节分支电流的大小会使自旋极化率较铁磁／有机半导体模型有明显的提高,并讨论了极化子比率、外加电场、自旋相关界面电阻以及有机半导体电导率等因素对电流自旋极化性质的影响．     

铁磁体/共振隧穿二极管复合器件中的自旋注入研究

本文在共振遂穿二极管（RTD）的基础上引入自旋,研究了这种铁磁体（FM）/RTD复合结构中的自旋输运行为。结果表明：器件的自旋极化率随着费米能呈现类周期性振荡;这种振荡行为还与器件的尺寸有关系,随着RTD厚度减小,峰宽增大。该器件中的自旋极化率最大可达到近40%。器件的自旋相关电子输运行为还可以通过外加偏压进行调控。     

铁磁体/有机体/铁磁体三明治结构的隧穿磁电阻

对铁磁体/有机体/铁磁体三明治结构的隧穿磁电阻进行了研究.考虑有机层对自旋的过滤作用,用Slonczewski自由电子理论模型计算了不同的隧穿势垒下在高自旋过滤因子和低自旋过滤因子两种情况隧穿磁电阻随有机层厚度的变化.计算结果供设计新的有机自旋电子器件参考.     

准一维有机聚合物铁磁体中的电子-电子相互作用

考虑电子-电子相互作用，对具有链间耦合的准-维有机聚合物铁磁体的电子结构和自旋结构进行了研究。结果表明，对于维持系统的铁磁态的稳定性而言，系统内的在位电子-电子Hubbard排斥相互作用与最近邻格点间的电子-电子Coulomb排斥相互作用所起的作用相反，彼此间存在着竞争；最近邻格点间的电子-电子Coulomb排斥相互作用的加强将导致主链反铁磁性自旋密度波(SDW)之振幅的减小，使得主链反铁磁性SDW的耦合传递作用减弱，进而影响到侧自由基自旋间的铁磁耦合强度，这将削弱系统铁磁态的稳定性。     

铁磁／有机／绝燃磁多层膜的隧道磁电阻研究

基于Slonczewski的自由电子近似理论,利用转移矩阵的方法计算了铁磁层／有机层／绝缘层／铁磁层磁性多层结构的隧穿磁电阻（tunnehng magnetic resistance,TMR）。保持有机层的厚度以及绝缘层的势垒高度不变,分别计算了在同一个有机层势垒高度且不同的自旋过滤因子β下的TMR随绝缘层厚度的变化;同时,还研究了在有机层和绝缘层的厚度不变,不同的β下,TMR随有机层势垒U的变化。结果表明,选取适当的β和绝缘层厚度能够获得大的TMR值;TMR随有机层势垒U的增加而增大。我们的计算结果对有机自旋注入、输运以及设计新的有机自旋电子器件的研究有一定的指导意义。     

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.     

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.