低维半导体中基于自旋轨道耦合的新颖量子效应

半导体低维结构中电子自旋轨道耦合及其相关现象的研究是当前半导体低维物理和半导体自旋电子学的前沿课题和研究热点之一，具有强烈的应用背景。实验表明门电压(gate voltage)能够调节和控制Rashba自旋轨道耦合强度，这种纯电学操控在器件应用方面具有独特的优点。本项目主要建立和发展基于自旋轨道耦合实现的新颖量子效应及其理论。主要研究内容包括平面内时间相关磁场诱导的电子电荷输运, 局域自旋间磁相互作用，电子自旋-轨道耦合与电子自旋-局域自旋交换耦合之间的竞争，自旋轨道耦合引起的量子尺寸效应等。这些研究不仅可以丰富低维半导体的物理内涵，而且为新型半导体器件设计和应用提供基础。

半导体低维结构中电子自旋轨道耦合及其相关现象的研究是当前半导体低维物理和半导体自旋电子学的前沿课题和研究热点之一，具有强烈的应用背景。本项目主要取得了如下研究成果：指出了半导体纳米结构中局域自旋间RKKY磁相互作用的尺寸效应，量子阱中由自旋轨道耦合电子传递的局域自旋间RKKY磁相互作用可以由外加门电压和改变纳米结构几何形状同时调节；建立了嵌于二维半导体中稀磁半导体量子点局域自旋间磁相互作用的理论模型，指出了这个系统的RKKY磁相互作用可以由外加门电压调控。这些研究为在半导体纳米结构中获得可调控的磁相互作用提供了新途径。此外，还研究了存在自旋轨道耦合的半导体纳米带中时间相关磁场诱导的电子电荷输运；稀磁半导体纳米带的铁磁性理论及其尺寸效应等。有关研究工作在Journal of Applied Physics等学术期刊上发表。