【摘 要】
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电子的自旋在电子学中一直不被人们所重视,电子的电荷是传统电子学的基本单元.最近出现了一门新的学科-自旋电子学,(自旋输运电子学或者自旋电子学),承载信息的不是电荷的而
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电子的自旋在电子学中一直不被人们所重视,电子的电荷是传统电子学的基本单元.最近出现了一门新的学科-自旋电子学,(自旋输运电子学或者自旋电子学),承载信息的不是电荷的而是电子的自旋.1988年巨磁阻(Gaint Magetoresistance)的发现,被认为是自旋电子学的开始.巨磁阻是在两层铁磁体夹一层非磁性材料的薄膜状人造层状材料中观察到的.当两层铁磁体的磁矩平行的时候,磁阻最小;当铁磁体的磁矩反平行的时候,磁阻最大.该文研究的是,在一个铁磁体-绝缘体-半导体-绝缘体-铁磁体结中的自旋输运过程.首先,我们用一个简单的Hartree近似来研究空间电荷之间的相互作用在自旋输运中的作用.这样,我们把电子间的相互作用考虑了进来.通过求解自洽Boltzmann型自旋输运方程,和Poisson方程,进而求出磁阻率△R/R=(R<,ap>-R<,p>)/(R<,ap>+R<,p>),然后,我们将Rashba自旋轨道耦合效应考虑进来,与Rashba项相关的哈密顿量为:H<,so>=α(σ<,x>py-σ<,y>p<,x>).进而引起态密度N<,N>的变化N<,N>=N<,F>(1+α<,N>);然后我们还可以考虑另外一种情况,在稀磁半导体中,例如,MnxGa1-xAs.掺杂同样可以引起态密度的变化,不过与上述的情况稍有不同.N<,N>=N<,F>(1-sα<,N>)由于这两种情况在实验室都可以做到并实现,我们分两种情况来研究.之后,我们对两者进行比较.我们会看到磁阻率对Rashba项很敏感.我们发现磁阻率对自旋,掺杂,库仑屏蔽作用有很强的依赖性,掺杂程度程度越高,电荷屏蔽长度越短,Rashba项所起的作用越大.当我们只考虑无相互作用的情况,发现磁阻率非常小,在加入库仑作用和Rashba自旋轨道相互作用后,我们发现二者大大的增加了磁阻率.
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