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本论文针对几类磁性多层结构的自旋极化输运问题进行了理论研究，得到了如下研究结果:
(1)我们提出了一个基于二能带理论的模型，解释了在包含正常金属层(NM)的磁性隧道结中观察到的隧穿磁电阻(TMR)随NM层厚度振荡衰减现象，得到了与实验符合较好的结果；并预言在铁磁体磁化方向非共线情况下，对特定厚度的NM层，TMR存在尖锐的共振峰，发现在共振位置的TMR随铁磁体磁化方向的夹角遵从Gaussian分布。
(2)对铁磁体(FM)/marginal费米液体(MFL)/FM耦合系统，利用非平衡Green函数技术，系统研究了其自旋极化输运特性。发现电流-偏压曲线偏离欧姆定律，隧穿电流随温度升高缓慢增加，该结果不同于包含费米液体的系统；发现TMR随偏压增大指数衰减，而随温度增大缓慢衰减；随着MFL中相互作用耦合常数的增强，发现隧穿电流线性增加，TMR缓慢衰减；并观察到了自旋阀效应。当忽略自旋翻转散射效应时，发现电流诱导的自旋转移矩随着MFL耦合常数和铁磁体极化率的增加而增大，其最大值随耦合常数线性增加;当考虑自旋翻转散射时，发现它使自旋转移矩增大，并引起了一个非线性的角度偏移。
(3)对FM/量子点(QD)/FM磁性隧穿系统，利用非平衡Green函数技术，研究了其自旋相关的输运性质，计算了隧穿电流、微分电导、自旋流、自旋转移矩等物理量随系统各种参数的变化规律。发现由于电子通过量子点的共振隧穿，隧穿电流呈现出台阶行为，微分电导在量子点能级处呈现出共振行为；发现对于不同的铁磁体磁化方向、极化率和量子点上的电子间相互作用，自旋流的大小随偏压增加呈现出不同形状的台阶或盆状行为;发现当偏压在共振位置处达到QD分立的能级时，电流诱导的自旋转移矩会显著增大;当偏压大于(ε0+U)/e时，自旋转移矩增大到一个与相互作用U无关的平台;我们还讨论了隧穿电流、自旋流和自旋转移矩之间的相互关系，发现自旋流随隧穿电流的增加非单调的增大。并推导出了系统同时在交变电场和交变磁场调制下的隧穿电流和自旋流公式。