量子波导中各向异性自旋输运

半导体自旋电子学是目前十分活跃的前沿研究领域之一，其最核心的内容- - 自旋输运更是倍受关注。本项目将采用格林函数和散射矩阵方法,理论研究量子波导中各向异性自旋输运行为和基本规律。主要研究下面三个内容：（1）量子波导中不同晶面方向自旋输运和自旋极化电子输运行为，并在理论上设计一些方法使得自旋能有效地注入半导体；（2）量子波导中多端量子器件在不同晶面方向各向异性自旋输运行；（3）弱场非平衡条件下，量子波导中各向异性自旋输运行为等问题。通过这些研究，能全面深入了解量子波导中不同晶面方向自旋流和自旋输运的基本规律和普遍性质。该研究不仅具有重要的基础研究科学价值，也为未来制造自旋电子器件提供理论依据。

如果人们想利用电子的自旋自由度，其中一个主要的问题是研究自旋的流和自旋输运的性质和特点。就像在利用电荷自由度之前，人们不得不先深入了解电荷的流的各方面性质。这一性质对半导体自旋电子学及其应用非常重要。基于此，我们完成了本项目计划工作，即理论研究了量子波导中各向异性自旋输运行为和基本规律，发表SCI收录论文3篇。具体内容如下：.(1)在不同晶面方向，量子波导中各向异性自旋输运和自旋极化电子输运行为，在理论上设计一些方法使得自旋能有效地注入半导体。考虑了导线中的自旋轨道耦合效应，深入地探讨量子波导中各向异性自旋输运机制的特征。.(2)量子波导中多端量子器件各向异性自旋输运行为。我们分两种情况（导线中存在自旋轨道耦合效应和不存在自旋轨道耦合效应）研究了量子波导中各向异性自旋霍尔输运，自旋流等问题。.(3) 弱场非平衡条件下，量子波导中各向异性自旋输运行为。加一个与自旋相关的交变场，即含时Rashba自旋轨道耦合效应作用下，使不同自旋方向的电子输运性质不同，从而使自旋向上和向下的电子分开。这将使得半导体内的电流自旋极化大大提高。