论文部分内容阅读
自旋电子学的主要目标是应用电子自旋自由度来设计新一代的电子器件。为了有效的应用自旋自由度实现信息的记录、存储和传递，半导体中电子自旋极化弛豫时间需要达到足够长。自旋极化输运方面的理论研究可以为操控自旋提供有效的方法。为此，在自旋电子学中，自旋极化输运成为当前自旋电子学领域中一个非常重要的研究热点。 本硕士论文从理论上研究了具有本征和非本征自旋轨道耦合相互作用的半导体二维电子气中电场诱导的非平衡自旋极化特性;微弱外磁场对具有线性Rashba-Dresselhaus自旋轨道耦合相互作用的半导体二维电子气中持续自旋螺旋态的影响。全文内容分三章，安排如下: 第一章，首先简要介绍了自旋电子学、二维电子气、自旋极化、自旋轨道耦合、持续自旋螺旋态等相关背景知识，并概括了本论文的内容安排。 第二章，用密度矩阵的方法，得出自旋极化方程，讨论了具有本征和非本征自旋轨道耦合作用二维电子系统中电场诱导的非平衡自旋极化特性。结果表明，电场在平面内取向的变化导致了自旋极化密度周期性变化;以及当Rashba和Dresselhaus自旋轨道耦合作用常数近似相等时，电场诱导非平衡自旋极化的效应显著增大， 第三章，我们运用自旋扩散模型的自旋极化输运方程，从理论上详细地研究了具有线性Rashba-Dresselhaus自旋轨道耦合相互作用的半导体二维电子气中，微弱外磁场对持续自旋螺旋态的影响。结果表明，微弱外磁场对持续自旋螺旋态的一些基本性质有一些显著的影响。我们表明，持续自旋螺旋态的一些基本属性，包括衰减时间与波矢大小之间的色散关系，最大衰减时间，在最大衰减时间处波矢的特定值都敏感地依赖于外加磁场的方向。这种敏感的依赖性表明，持续自旋螺旋态的一些基本性质可以通过微弱外磁场进行有效地操控。 最后，对本论文进行了总结，对未来的发展进行了展望。