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电子具有电荷和自旋两种属性，其电荷属性的应用已近饱和，而自旋由于其特有的性质和巨大的应用潜力越来越受到人们的广泛关注。基于自旋的磁性隧道节的研究已经成为凝聚态物理研究的重要领域之一。在这篇文章中我们对铁磁隧道结和铁磁半导体隧道结中的自旋极化的电子输运中的一些问题进行了研究。
在第一章绪论中，我们简要地介绍了巨磁电阻、庞磁电阻和隧道磁致电阻等磁致电阻效应，并给出了隧道输运研究的两种基本方法以及铁磁半导体隧道结自旋注入效率等问题。
在第二章中，我们讨论了铁磁／非磁金属／铁磁双隧道结的量子相干输运问题，我们将电子的隧道输运过程分为弹道输运和扩散输运两部分来研究磁性隧道双结的隧穿电导和TMR，我们发现弹道输运导致了磁致电阻的振荡，扩散输运导致了TMR的振荡振幅随中间层厚度以指数衰减，磁致电阻振荡的平均值与两边的势垒严格相关。对于我们研究的FM／I／N／I／FM高度非对称势垒结构，其平均值趋于零，在势垒的宽度足够大的情况下垂直入射电子在隧穿过程中处于主导地位。这是磁致电阻振荡的单周期性主要原因。
在第三章中，我们研究了有两个FM／I／SM单结组成的FM／I／SM／I／FM磁性双结的TMR及SIE的相关特性，我们在理论和数值上给出了FM／I／SM单结的自旋注入效率和FM／I／SM／I／FM双结的自旋注入效率与TMR效应之间的关系，我们发现当两个单结相距很远导致隧穿电子没有相位关联时，TMR直接为单结或双结的自旋注入效率SIE的平方，除非发生自旋翻转效应。而TMR或双结的自旋注入效率SIE将随中间层半导体层厚度变化而产生量子振荡的效应，这给自旋注入效率提供一个直接的测量方法。