铁磁、半金属-超导异质结中电子输运的理论研究

本项目主要研究铁磁/超导、半金属/超导异质结结构量子输运随自旋取向度、偏值电压、工作温度、势垒层厚度变化的物理过程和规律.将构造一个局域自旋简并能级互作用模型、格林函数Keldysh形式表述及其准经典近似,以获得描述铁磁、半金属-超导界面两侧中自旋相关电子-空穴对关联函数、量子态演化过程.这将有助于理解超导-半金属邻近效应的实质及相应界面态对称性、澄清铁磁/超导/铁磁结中若干实验反常现象,如: 在稍低于超导能隙区域上局域电导反常和更低能量尺度上非局域电导谱反常相变,的根本原因和内在机制.从而揭示铁磁/金属超导/铁磁异质结量子输运基本规律.为进一步研制基于磁序-超导序相互作用异质结结构的固态量子纠缠器和量子比特提供参考和基础理论储备.

本项目主要研究铁磁/超导、半金属/超导异质结结构中的自旋相关电子输运，建立量子态演化模型. 理解超导-半金属近邻效应的实质、澄清铁磁/超导结中若干实验反常现象, 包括在稍低于超导能隙区域上局域电导反常和更低能量尺度上非局域电导谱反常相变的根本原因和内在机制. 全面完成了项目任务书预定的研究内容，达到了考核指标. 相应主要科学研究成果计：.1. 基于单带Andreev(安德鲁)散射的高温超导/金属近邻效应结的分析，给出高温超导准粒子激发谱，符合Bogoliubov谱特征；支持赝能隙预示超导预配对的观点。.2. 建议并论证自旋倒易散射可以诱导镜面安德鲁反射和电子自旋单带的双态占据，揭示了铁磁/超导/铁磁异质结中局域电导反常、非局域电导符号反转的物理本质。.3. 指出了半金属/超导界面的自旋劈裂和自旋倒易安德鲁散射可以实现自旋单态与同自旋对态间转换、并诱导频域奇称的s-波对关联；从粒子-空穴对称性角度解释了准粒子谱周期倍增。