激子自旋-轨道耦合体系的物理和应用

来源 :中国科学院半导体研究所 | 被引量 : 0次 | 上传用户:naocan528
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
电子同时具有电荷和自旋两个属性,从器件应用上来讲,电子的电荷属性已经得到了充分应用,形成了今天规模庞大的微电子世界。然而,电子的自旋,虽然很早已经被发现,它在器件上的应用却相当有限。自从第一个自旋晶体管被提出来,自旋电子学作为一个新的领域迅速发展。一系列新的物理现象,比如自旋霍尔效应,量子自旋霍尔效应,等等相继被发现;一系列新的量子器件不断被提出,包括自旋场效应晶体管,自旋滤波器,自旋干涉仪,自旋电池,自旋电容等等。使用自旋取代电荷,或者同时使用自旋和电荷来进行信号和信息处理,实现量子计算,具有速度快,能耗低,密度高等众多优点,但是还有许多问题尚未得到解决。人们研究了二维电子气和二维空穴气的自旋霍尔效应,但是,关于激子的自旋轨道耦合体系人们关注的却很少。在本文中,我们首先回顾了自旋和自旋电子学的概念,回顾了自旋轨道耦合在原子体系,Dirac理论和有效质量理论下的描述,特别关心了最重要的两种自旋轨道耦合:Rashba和Dresselhaus自旋轨道耦合,并对激子体系进行了概述。人们对二维电子气和空穴气的自旋霍尔效应进行了大量的研究,对于激子自旋轨道耦合体系的研究却十分有限,在本文的第二章,我们首先回顾了二维电子和空穴的自旋霍尔效应,并由此研究了在自旋轨道耦合存在的情况下,准二维激子也可以表现出自旋霍尔效应。此外,我们还提供了一种可能的办法来实现激子自旋霍尔效应。在本文的第三章,我们回顾了自旋轨道有效磁场和自旋弛豫的内容,主要研究了自旋轨道耦合引起的激予明态向暗态的转变,这种转变可以作为一种方法来获得长寿命的激子。在本文的第四章,我们考虑了自旋轨道耦合对激子绝缘体基态的影响,调整自旋轨道耦合的强度可以调整有效带隙,为实现激子基态提供必要的条件,此外,自旋轨道耦合的存在,对序参数和相干因子都产生了影响。在第五章,我们回顾了现在已经被提出来的各种自旋器件,着重考虑了利用激子自旋设计器件的可能性。最后在第六章给出简单的总结。
其他文献
学位
本文概述了超高能宇宙线研究的基本特点,包括超高能宇宙线的能谱、成份和起源。简要介绍了美国HiRes(High Resolution Flys eye)超高能宇宙线实验。文章系统分析了HiRes实验立
学位
在本文中,我首先对脉冲星的基本知识及观测现状、脉冲星的高能辐射模型进行了简要介绍,在此基础上,详细介绍了考虑了磁倾角和磁场几何效应的脉冲星高能辐射的外间隙模型(Zhang e
光子晶体是折射率不同的媒质构成的人工周期材料,电磁波在光子晶体的周期系统中传播会发生折射、反射和透射等现象,具有“光子禁带”和“光子局域”等特征。类似于固体物理中的
多铁性是指具有两种或两种以上的铁性(铁电性、铁磁性和铁弹性),同时也把反铁电、反铁磁和铁性磁涡旋归入其中。由于铁性之间的耦合,使各个铁性之间的相互调控成为可能。因此
本论文研究了人体动脉内出血以及骨疲劳的超声检测,分为两个部分:(1)由于超声多普勒技术在引导HIFU止血手术上的潜在价值,针对人体股动脉出血的特点,提出了描述动脉血管内出血的
语文是一门厚积而薄发的学科,尤其是写作水平的提高,是很难一蹴而就的,仅凭课堂和课本也是无法达到的,必须要有课外的学习。课外读物有如学生语文课外学习的牛奶和面包。“读书百
本文利用数值模拟的方法研究了托卡马克等离子体中穿越随机磁场的问题。我们发现平行磁场热输运系数与垂直磁场的热输运系数的比值对随机磁场的小半径方向上热输运系数有决定
学位
本文主要介绍以下三个方面的工作:第一,研究了抗癌药物顺铂对DNA单分子结构和力学性质的影响;第二,发现几何限制可导致DNA在云母表面凝聚成toroid,并用布朗动力学做出模拟;第三,证实
从华盛顿转机底特律回上海,再从浦东机场马不停蹄地直奔虹桥火车站,坐高铁到南京,总行程一万六千多千米,24个小时在路上。这就是我2016年前往江苏卫视参加《一站到底》节目录制的“漫漫长路”。一路上,我的身体渐渐感到劳累,可心中的兴奋却肆意生长。  一直非常喜欢长途旅行,不管去哪儿,只要在路上,就让人觉得充满希望。  这是我第一次来到南京这个六朝古都,不知是因为刚好赶上晚高峰,还是因为金陵城英气逼人,
期刊