硅纳米线的分区磁性掺杂与电子自旋调控

无序电子理论指出，使用传统方法对整个硅纳米线掺杂会严重破坏载流子的迁移率，难以实现对硅纳米线输运性质的调控。采用紧束缚哈密顿量模型对分区掺杂硅纳米线(纳米线由掺杂后的无序区和不掺杂的晶体有序区组成)的初步研究表明，载流子浓度和迁移率可以在该种量子结构中获得同步提高。在本项目中，我们将分区掺杂理论拓展应用到半导体自旋电子学领域，着眼于硅纳米线的分区磁性掺杂，发展和运用蒙特卡罗方法、分子动力学方法、第一性原理计算等多种理论计算方法，揭示硅纳米线分区磁性掺杂的扩散机制、电子和磁性质，以及由此带来的自旋极化调控规律。我们的研究将为设计和制造基于硅纳米线的新型自旋量子器件奠定理论基础。