半导体中自旋流的级联注入和电荷电流探测

半导体自旋电子学的核心问题和基本目标是实现自旋晶体管。自旋晶体管的理论模型不计其数， 但实验上迄未真正实现。自旋晶体管的三个主要环节是自旋的注入、操控和探测， 相当于一般晶体管的源、柵和漏。 本工作建议用级联注入热电子于拉什巴系统，形成逐级放大的自旋流。级联注入类似于级联激光器的多层机构， 每一级耦合都使低能态电子隧穿为高能态（热）电子， 并在弛豫过程中相对于运动方向而极化。 特别在激发态和基态处于动量空间中不同的对称点时， 在平面内动量方向的非对称散射更为显著。我们的建议是第一次试图用纯电学方法注入自旋流， 也是基于与自旋霍耳效应完全不同的机制。同时，我们在实验上已表明， 小于自旋相干尺寸内的边缘散射可以将自旋流转化为电荷电流， 这也是用纯电学方法探测自旋流的初步尝试。