导读:本文包含了自旋相关论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:霍尔,轨道,磁电,效应,相互作用,贝克,爱因斯坦。
自旋相关论文文献综述
周效枫,潘峰,宋成[1]（2019）在《反铁磁Mn_2Au及其相关自旋力矩》一文中研究指出随着信息技术的进步,存储器件正朝高密度、高速度和低功耗的目标发展。反铁磁材料具有净磁矩为零,抗干扰能力强,超快擦写速度等优势,在下一代高密度信息存储领域具有竞争潜力。操控和探测反铁磁磁矩是实现反铁磁存储信息写入与读出技术的关键。具有两亚晶格自旋相反特点的Mn_2Au是一种独特的体心四方反铁磁金属材料,可以用类场力矩效应翻转其磁矩到垂直于电流方向。我们用简单的磁控溅射方法生长了准外延的(103),(101)和(204)Mn_2Au薄膜。在室温下施加一个短电流脉冲,分别翻转了制备的各个取向Mn_2Au磁矩,发现由于各取向Mn_2Au的磁晶各向异性能不同,不同取向的Mn_2Au表现出迥异的翻转特征。此外,在Pt/Mn_2Au体系中,发现霍尔电阻的变化方向与纯Mn_2Au相反,而Mn_2Au的各向异性磁电阻效应可以体现磁矩翻转的过程和状态,说明Pt/Mn_2Au体系与纯Mn_2Au体系的磁矩翻转方向相反,磁矩被翻转到平行于电流方向,此时Mn_2Au磁矩翻转的主要机制为抗阻尼力矩。除了实现Mn_2Au磁矩翻转的基本功能,首次在反铁磁材料中发现取向相关的自旋轨道力矩翻转特征,以及多种力矩机制对Mn_2Au磁矩的翻转,是实现反铁磁材料电学调控的重要一步。我们不仅可以使用直流电流直接引起反铁磁Mn_2Au磁矩翻转,也可以向Mn_2Au/Py双层膜中通入交流电流,在Mn_2Au中转化为自旋流,产生自旋力矩作用于Py,产生与自旋极化方向平行的自旋流。在传统的中心对称的晶体材料中,电流只能转化为与自旋极化方向垂直的自旋流。而在全局中心对称和亚晶格中心反演对称性破缺共存的Mn_2Au中,电流还可以转化为与自旋极化方向平行的自旋流。这种自旋电荷转换的新物理机制是实现无场辅助翻转Mn_2Au上垂直磁化铁磁材料的基础,对自旋电子学的发展具有重要意义。(本文来源于《TFC'19第十五届全国薄膜技术学术研讨会摘要集》期刊2019-11-15）
高朋林,郑皓,孙光爱[2]（2019）在《中子星对自旋相关轴矢量新相互作用的约束》一文中研究指出众多粒子物理超标准模型中都预言了自旋有关的新相互作用存在.极化的核子间通过交换自旋为1的轴矢量玻色子可以产生额外的吸引力进而改变无穷大核物质状态方程性质.本文在相对论平均场模型的框架下加入额外的轴矢量玻色子后计算发现,当相互作用强度与玻色子质量之比达到g_A~2/m_(Z′)~2～O(10 GeV~(-2))时,低密处无穷大核物质的稳定性和对应的相变行为将发生显着的改变;而当g_A~2/m_(Z′)~2> 130 GeV~(-2)时核物质将在发生相变前率先到达零压点.对中子星而言这意味着其内核物质将在保持稳定的状态下形成表面而不会发生相变形成壳层结构,这与普遍存在于中子星天文观测中的星震现象矛盾,因此反过来对新相互作用的强度提出了额外的限制.通过与已有的地面实验结果对比,本文发现对于力程为微米到厘米间的新相互作用,中子星对其强度的约束最高可有8个量级的提升.(本文来源于《物理学报》期刊2019年18期）
张梦瑶[3]（2019）在《非对易空间中与自旋相关的物理模型若干问题的研究》一文中研究指出关于时空的非对易性已经成为了人们广泛关注的一个话题,它加深了人们对整个物理学理论的认识。为了进一步研究非对易效应对一些与自旋相关的物理系统的影响,本文探究了非对易相空间中自旋轨道相互作用(SOI)。此外,受非对易效应和最小长度不确定原理结合的激发,本文还研究了非对易空间和最小长度下偶极子与电磁场的相互作用,本文主要从以下两个部分展开讨论:·介绍了自旋电子学的发展历程,研究了非对易相空间中的Rashba自旋轨道相互作用和Dresselhaus自旋轨道相互作用,并将其推广到含有磁场的情况下来讨论。通过利用Bopp映射替换非对易算符将非对易相空间中的哈密顿量转化到对易空间中,然后利用Baker-Hausdorff定理,得到了体系的能谱,结果表明能量本征值类似于朗道能级,且由于非对易效应的存在,能谱是非简并的。·讨论了非对易空间和最小长度作用下单中性半自旋粒子在非零电磁场中的量子动力学行为,我们使用Anandan哈密顿量描述体系粒子的运动情况。Aharonov–Casher效应和He–Mc Kellar-Wilkens效应被重点讨论,并重新计算粒子的能量本征值。首先通过Bopp变换将非对易空间中的运动方程转换到对易空间中,然后引入最小长度不确定原理,将薛定谔方程转化为熟悉可解的微分方程,最后根据雅克比多项式得到了体系本征能谱的表达式。结果表明,系统的能谱明显依赖于空间的非对易参数和最小长度参数。并在此基础上利用matlab软件画出了两个不同效应的能谱随着非对易参数和最小长度参数的变化曲线。此外,我们还讨论了一个特殊情况,并绘制了相应的能谱图。(本文来源于《贵州大学》期刊2019-06-01）
郝润润[4]（2019）在《YIG/Cu界面和铁磁金属中纯自旋流相关效应的研究》一文中研究指出近年来随着电子信息技术的迅速发展,人类对芯片的依赖日益加重,在过去的多年之中,其尺寸和集成度一直符合摩尔定律。然而,随着器件尺寸的不断减小和集成度的不断提高,量子效应的出现和功耗问题已经使半导体器件的发展接近其物理极限,摩尔定律即将失效。众所周知,电子拥有电荷和自旋两种固有属性。在以往的微电子学中,主要关注并利用了电荷属性,而随着人类对电子认识程度的加深,电子的这两种属性同时得到了有效的利用,为信息技术带来了全新的模式。巨磁电阻效应的发现为人们利用电子自旋打开了一扇全新的窗口,其由Albert Fert和Peter Grunberg独立的观察到。之后,一系列全新的具有巨大应用前景的新的效应被科学家们发现,如基于氧化物的遂穿磁电阻效应以及自旋霍尔效应等。和以往的微电子器件相比较,自旋电子器件具有更高的速度、更低的功耗以及更高的集成度。现今的电子产业中,在众多研究人员的共同努力之下,数量众多的关于电子自旋的器件的研发已经取得了重要的进展,尤其是巨磁电阻效应的应用已经为推进科技的发展做出了突出的贡献。在自旋电子学这个新兴但发展势头迅猛的学科中,纯自旋流的产生、输运、调控以及探测引起了人们极大的兴趣。自旋的输运在实现自旋电子器件的相关功能中作用十分重要,在以往的研究中,人们主要关注在导体中使用传导电子来传递电子自旋。在铁磁绝缘体中存在磁子,利用激发的磁子产生的自旋波同样可以传递自旋信息,并且在这个过程中不会产生类似金属中电子运动而引起的焦耳热,因而可以显着降低电子器件的功耗。在实现自旋电子器件功能的过程中,自旋流的产生和探测同样至关重要。在短短几年中,一系列产生纯自旋流的方法相继被发现,例如自旋霍尔效应、自旋塞贝克效应以及自旋泵浦效应等;探测自旋流最常用的手段是逆自旋霍尔效应。为了实现自旋-电荷之间高效的相互转换,寻找具有大的自旋轨道耦合的材料成为自旋电子学领域的一大研究热点。原子序数比较大的Ta、Pt以及W等非磁重金属具有很大的体自旋轨道耦合,它们在自旋电子学的相关研究中被广泛应用。铁磁金属中的反常霍尔效应以及最近观察到的大的逆自旋霍尔效应,充分表明其具有较大的体自旋轨道耦合;在铁磁金属中,电子是自旋极化的,电子在运动过程中的散射强度与自旋和磁矩的相对取向相关。因此铁磁金属中的情况比较复杂,其中基于纯自旋流的效应需要进一步去探索。此外,Rashba自旋轨道耦合也能有效地实现自旋-电荷之间的相互转换,其来源于界面结构的反演不对称。大的Rashba自旋轨道耦合通常存在于含有Bi、Pb以及W等重金属材料的体系中,而最近理论工作上预言,即使在不存在体自旋轨道耦合的非磁轻金属与氧化物的界面,其依旧存在。继续寻找新的具有大的Rashba自旋轨道耦合的材料体系,对推动自旋电子学的发展以及应用具有十分重要的意义。基于对自旋电子学领域研究现状的了解,本论文在以下四个方面进行了探索:一、在Pt/YIG/Cu多层膜样品中探究YIG/Cu界面的Rashba自旋轨道耦合。我们在Pt/YIG/Cu多层膜样品中,通过非局域电压测量探究了YIG/Cu界面的Rashba自旋轨道耦合。在测量过程中,电流的注入方向与电压的测量方向相互垂直,磁子拖拽电压与自旋塞贝克电压具有明显不同的磁场角度依赖性,因此我们能够有效地把这两者区分开。当在Cu(Pt)中注入电流时,我们在Pt(Cu)中测量到了磁子辅助的电流拖拽效应引起的电压信号;当在Cu和YIG之间插入一层超薄的Al薄膜时,该磁子拖拽电压信号消失,说明该电压信号并非来源于Cu的体自旋轨道耦合,而是来源于YIG/Cu界面Rashba自旋轨道耦合引起的逆自旋电流效应(自旋电流效应)。此外,对于Cu厚度不同的样品,当Cu中注入的电流密度不变时,Pt中测得的磁子拖拽电压的幅值与Cu的厚度无关,则进一步证实了磁子拖拽电压信号不是来源于Cu的体自旋轨道耦合。这是迄今为止第一次在没有界面修饰的YIG/Cu界面观察到Rashba自旋轨道耦合。此外,我们在一种样品结构中,分别独立地观察到了 Rashba自旋轨道耦合所引起的自旋电流效应和逆自旋电流效应。二、在Pt/YIG/Cu/FM多层膜样品中探测铁磁金属中反常霍尔效应引起的自旋积累。在Pt/YIG/Cu/FM多层膜样品中,我们探测了铁磁金属中反常霍尔效应引起的自旋积累。相比于铁磁金属中的反常霍尔效应,YIG/Cu界面Rashba自旋轨道耦合引起的自旋积累可以忽略不计。通过对比Pt/YIG/Cu/Ni和Pt/YIG/Pt样品中的电压,我们观察到反常霍尔效应引起的自旋积累与磁矩密切相关。此外,通过对比Pt/YIG/Cu/FM(Ni、Fe和NiFe)多层膜样品中的电压和单层铁磁(Ni、Fe和NiFe)样品中的反常霍尔电压,发现了铁磁金属电导率自旋极化率对反常霍尔电压的重要影响。以上实验结果表明铁磁金属可被开发为自旋产生器,其产生自旋流的大小和极化方向可受外磁场调控;我们在实验中通过探测自旋积累来研究铁磁金属中的反常霍尔效应,这为探索反常霍尔效应提供了一种新的思路。叁、探究SiO2/NiFe/SiO2样品中异常的反常霍尔效应。我们发现在SiO2/NiFe/SiO2样品中,随着NiFe薄膜厚度的增加,反常霍尔电阻率的符号由负变为正,其数值最终趋于恒定。通过比较不同结构样品中的反常霍尔电阻率,我们发现NiFe/SiO2或SiO2/NiFe界面与NiFe体材料所引起的反常霍尔电阻率的符号相反,但该异常的现象并非来源于界面结构的反演不对称。对于NiFe薄膜厚度不同的Pt/YIG/Cu/NiFe/Si02样品,通过对比它们之间的磁子拖拽电压,我们确定NiFe/SiO2界面与NiFe体材料具有符号相同的平均自旋霍尔角。通过对比分析可以推断,在靠近NiFe/Si02界面处,NiFe电导率自旋极化率的符号发生了变化,进而导致界面处反常霍尔电阻率符号的改变。以上发现加深了我们对反常霍尔效应的理解和认识,并为调控反常霍尔电压提供了新的思路。四、在YIG/Cu/NiFe/IrMn多层膜样品中探究基于纯自旋流的自旋阀效应。我们通过磁控溅射结合金属掩膜的方法制备了YIG/Cu/NiFe/IrMn多层膜样品,其中NiFe/IrMn存在交换偏置耦合,因此NiFe和YIG的磁矩可以独立翻转。在该结构中,自旋泵浦引起的电压幅值依赖于NiFe的磁化状态;与NiFe磁化饱和时相比,NiFe磁化非饱和时的电压幅值明显较弱,这为我们展示了一个基于纯自旋流的自旋阀效应。通过对比分析,我们发现该自旋阀效应来源于NiFe在不同磁化状态下Cu/NiFe界面以及NiFe体材料自旋吸收的差异。此外,我们检验了该自旋阀效应的可靠性和稳定性,其能够重复且稳定地输出幅值差高达110%的电压信号。(本文来源于《山东大学》期刊2019-05-27）
赵辉[5]（2019）在《Gd_3Fe_5O_(12)薄膜的制备及其自旋相关输运的研究》一文中研究指出铁磁绝缘体薄膜/非磁金属薄膜这类双层膜体系一直是自旋电子学的重要研究对象,相关效应有自旋泵浦效应(SP),自旋霍尔磁电阻效应(SMR),自旋塞贝克效应(SSE)等。我们选用钇铁石榴石(Y3Fe5O12,YIG)和钆铁石榴石(Gd3Fe5O12,GdIG)作为铁磁绝缘体薄膜,通过研究两者SMR和SSE的异同点,阐释一些自旋流产生和输运的相关性质。本文主要涉及以下两方面工作:利用脉冲激光沉积技术生长高质量的YIG和GdIG薄膜,再利用磁控溅射生长金属薄膜铂(Pt)。通过比较YIG/Pt和GdIG/Pt的自旋霍尔磁电阻随温度变化的关系,发现后者的低温SMR远小于室温SMR,说明Gd的4f电子对界面自旋混合电导的贡献随温度变化且在低温下不可忽略。在GdIG的磁性温度补偿点附近,某些外场下的SMR出现负值,我们将其归结于子晶格磁矩并非共线排列,而是出现了倾斜相且磁矩随磁场增大发生“旋转”,产生反铁磁的spin-flop,且发生spin-flop的临界场远小于普通反铁磁的临界场。研究自旋塞贝克效应的界面贡献。我们测量YIG/Pt和GdIG/Pt的SSE随温度的变化,前者的SSE未出现变号,后者的SSE有两次变号:低温变号点和高温变号点。将GdIG作为界面层插入YIG和Pt中后,体系只出现了低温变号点,通过测量SQUID-VSM我们排除了GdIG磁结构的变化,因而将低温变号归结于GdIG作为界面层对自旋流的“筛选”,同时将YIG作为界面层插入到GdIG和Pt中,体系只出现了由于GdIG磁结构发生变化的高温变号点,这是由于YIG作为界面层抑制了GdIG的低温变号点。我们通过提供一种调控界面层的途径,说明了界面效应对SSE贡献的重要性。(本文来源于《南京大学》期刊2019-05-10）
徐晓天[6]（2019）在《二维自旋轨道耦合玻色气体及相关实验技术的研究》一文中研究指出该博士论文是作者博士期间学习和工作的总结。本文通过在超冷原子实验平台上构造并且实现自旋轨道耦合,对超流体、拓扑绝缘体以及一些其他物理问题进行模拟和研究。在研究过程中,我们探讨了自旋轨道耦合的基本性质,并且根据需要发展了一些技术方法。本文首先简述了玻色爱因斯坦凝聚体的基本理论,讨论了自旋轨道耦合的一些基本性质,并且介绍了理论和实验上构造自旋轨道耦合的方案。然后描述了完整的实验装置系统。之后介绍了一系列在实验上对于一维/二维自旋轨道耦合的研究。首先,我们利用布拉格谱技术测量了一维自旋轨道耦合BEC的激发谱,发现了该体系中存在的旋子模式结构。通过调节耦合强度或者失谐可以实现对声子模式和旋子模式的调节,这是实验上首次在弱且短程相互作用体系中发现了旋子形式激发谱,为今后模拟强关联体系提供了新的思路。其次,我们提出了一个简单的实现二维自旋轨道耦合的方案并且在实验上成功实现了。该方案简单易行,无需相位的精确锁定、光势的精细调节等复杂技术,构造的系统具有维度可调、加热小、拓扑稳定等特点。在该二维自旋轨道耦合系统上,我们观测了动量空间上的体系基态、二维到一维自旋轨道耦合的演化以及系统的拓扑相变。然后,在已有二维自旋轨道耦合方案的基础上,我们对方案进行升级改造,使系统具有完整的C4对称性,同时升级真空系统,改良磁场系统,使得实验装置更加简单、稳定,系统寿命也有了很大的提升。在新的二维自旋轨道耦合系统中,我们研究了体系从二维到一维再到二维连续演化的过程、体系的寿命、相互作用相图、拓扑相图、体系的拓扑能带等。最后,我们升级优化了偏置磁场系统,极大的降低了偏置磁场噪声,稳定了偏置磁场大小,减小了系统的长期不稳定性,为以后叁维甚至更高维度自旋轨道耦合实验或者一些更高精度实验做准备。(本文来源于《中国科学技术大学》期刊2019-04-01）
刘志伟[7]（2019）在《核物质中有效核力的自旋相关成分研究》一文中研究指出核力是原子核物理研究的基础课题之一,而自旋相关性是核力的重要性质。本工作基于密度依赖的相对论Hartree-Fock理论,针对其有效核力中交换项的自旋相关成分,首先详细推导了核物质体系中同位旋矢量-赝矢量π-PV、同位旋标量-矢量ω-V和同位旋矢量-张量ρ-T耦合道的两体相互作用矩阵元,并在螺旋度表象中实现了π-PV和ω-V耦合道矩阵元的分波分解,重点探索了自旋相关相互作用的自旋、动量、密度依赖性以及其中的相对论效应。研究发现,相对论情形下π-PV耦合道的自旋相关成分主要作用于~3P_1道,而ω-V耦合道的自旋相关成分在~3P_1和~1S_0道的贡献同样重要;非相对论情形下π-PV和ω-V耦合道的自旋相关成分在~1S_0道的贡献严格为零。其次本工作以二阶、四阶对称能为例,研究了有效核力的自旋相关成分对核物质粗块性质的影响。研究发现,该自旋相关相互作用,特别是来自于同位旋标量耦合道的贡献会减弱二阶对称能的密度依赖性,同时增强四阶对称能的密度依赖性。(本文来源于《兰州大学》期刊2019-03-01）
张婕[8]（2018）在《磁性异质结中自旋矩相关问题的研究》一文中研究指出随着器件尺寸的不断减小,基于半导体技术的存储器及逻辑器件正面临着极大挑战,而基于电子自旋相关输运效应的磁随机存储器和磁逻辑器件,因具有非易失性、低能耗、快速操作等优点而受到广泛关注。磁随机存储器的核心元件是铁磁性隧道结,信息的读取机制是基于隧穿磁电阻效应,而目前广泛采用的写入方法则是利用自旋极化电流产生的力矩作用翻转铁磁性隧道结磁性层的磁化方向。这种可能翻转铁磁性隧道结磁化方向的力矩有两种形式:一种是基于自旋角动量转移效应产生的自旋转移力矩;另一种是基于自旋轨道耦合效应产生的自旋轨道矩。深入理解隧道结磁化翻转动力学中这两种力矩的作用和机制有助于优化隧道结器件结构,提高自旋转矩的的效率,有利于设计并构筑具有更低写入能耗的磁存储或逻辑器件。本论文以磁性异质结为对象,研究了自旋转移力矩和自旋轨道矩在新型自旋存储技术和逻辑器件中的应用。论文的主要成果如下:(1)制备了两种基于Co2MnSi半金属的铁磁性隧道结结构,分别为对称结构Co2MnSi/MgO/Co2MnSi和非对称结构Co2MnSi/MgO/CoFe。其中,对称结构隧道结的室温隧穿磁电阻效应高达88%。进一步,利用自旋矩铁磁共振技术测量了两种结构中自旋转移力矩的两个分量(类阻尼力矩和类场力矩),并研究了它们的偏压特性。发现在两种结构中,类阻尼力矩都呈现线性特征。而对比于对称结构,非对称结构中的类场力矩在二次型特征上还出现一个额外的线性特征。我们利用自由电子模型研究了这种现象的物理机制。另外,论文研究还发现,Heusler合金的低阻尼和低饱和磁化强度特性比其半金属性更有可能大幅提高自旋转移力矩的效率。(2)制备了W(O)/x/CoFeB系列磁性多层膜(x为插入层Au或Cu),将一个可忽略自旋轨道耦合效应的薄层插入到W(O)/CoFeB的界面处,利用自旋矩铁磁共振技术研究了该系列多层膜的自旋轨道矩效应及其产生机制。研究发现,在以W(O)作为自旋流产生层的体系中,插入层的存在抑制了测量得到的有效自旋霍尔角,这与利用自旋透过率公式估算的数值不符。材料块体透过率机制与实际测得的有效自旋霍尔角之间的差异,表明W(O)/CoFeB体系中自旋轨道矩的产生来源于界面效应。另外,本研究确认了W(O)体系的自旋霍尔角为-50%,这也是目前在传统金属体系中观察到的最大值。(3)以W(O)作为自旋流产生层,Co40Fe40B20作为隧道结的铁磁层,制备了一种新型叁端器件,并针对该器件进行了自旋轨道矩翻转动力学研究。论文提出了一种新型的自旋轨道矩翻转方案,即在自旋极化方向与磁矩彼此不共线也没有外加磁场的条件下,可以通过调控纳米单元的非均匀微磁化状态来实现完全的磁化翻转。利用微磁模拟研究了多种类型的微磁化状态对自旋轨道矩翻转过程的影响。最后演示了这种无外加磁场的翻转方案如何用于逻辑器件,举例说明了利用两种构型的叁端隧道结器件进行非易失性反相器(非门电路)的操作,进而构筑出非易失性纳米磁性逻辑电路。(本文来源于《北京科技大学》期刊2018-12-28）
杨艳岭[9]（2018）在《相对论性费米子的自旋相关量子输运研究》一文中研究指出自从2004年石墨烯(Graphene)材料发现以来,对于相对论性费米子的研究已发展成为凝聚态物理学一个崭新的热门领域。由于其低能区域内的线性色散关系,准粒子在该类材料中展现出许多新颖的物理特征,如:半整数量子霍尔效应、克莱因隧穿、镜面Andreev反射、1/3亚泊松散粒噪声以及手征反常等等。此外,鉴于其优越的光电特性,该类材料不仅在理论研究领域受到了广泛的关注,并且在半导体工业的应用领域也引起了人们极大的研究兴趣。本论文针对相对论性费米子在石墨烯和外尔半金属基的多种异质结中的量子输运特性进行了相关的理论研究。(1)我们首先把自旋轨道耦合(spin orbit interaction,简称SOI)效应引入到石墨烯基超导异质结内。通过DBdG(Dirac-Bogoliubov-de Gennes)方程,我们对石墨烯基金属/s-波超导体异质结内的相对论性准粒子的输运特性进行了详细的研究。我们详细地探讨了折回Andreev反射(retro-Andreev reflection,简称 RAR)和镜面 Andreev 反射(specular Andreev reflection,简称SAR)对SOI的响应性能,并且进一步探讨了该结构隧穿电导G对入射电子的能量和角度、结构参数以及SOI强度的响应特性。研究结果表明,当Rashba 自旋轨道耦合(Rashba spin orbit interaction,简称 RSOI)单独存在时,位于超导能隙内手征性相关的隧穿电导G表现出增强特性;当Dresselhaus自旋轨道耦合(Dresselhaus spin orbit interaction,简称DSOI)单独存在时,位于超导能隙内手征性相关的隧穿电导G却表现出压制效应。RAR零偏压隧穿电导G和SAR零偏压隧穿电导G对SOI表现出完全不同的依赖关系。此外,RAR零偏压隧穿电导G和SAR零偏压隧穿电导G对势垒的依赖关系也存在着定性的差异。当RSOI和DSOI同时存在时,我们发现SAR隧穿电导G可以增强叁个数量级。由于该异质结的电导可以通过SOI、电子的入射能量以及结构参数来具体地进行调节,因此我们可以预期我们的研究结果将为相关超导量子器件的设计开发提供一个理论上的指导。(2)接着,我们通过DBdG方程和Furusaki-Tsukada(FTK)公式,对一个包含SOI的石墨烯基约瑟夫森结内准粒子的输运行为(临界电流、偏离度以及流相关系)进行了详细的研究。研究结果表明在包含SOI的石墨烯基约瑟夫森结内,Andreev束缚态对RSOI和DSOI有着紧密的依赖关系。因此,我们可以通过两种SOI效应对约瑟夫森结内的Andreev束缚态进行具体的调节,进而对约瑟夫森结内临界超流和流相关系进行相应的具体调控。特别需要指出的是,本征石墨烯基约瑟夫森结内的超流表现出非单调特性并且在某个特定SOI值,即β=λ/2(DSOI(β)强度等于RSOI(λ)强度的1/2),展现出一个最大值(奇点)。此外,我们对约瑟夫森结内费米能级和势垒的相关问题也进行了研究。研究结果表明约瑟夫森电流不仅可以被SOI调制,而且还可以通过弱连接区域的费米能级和界面处的势垒进行具体的调控。由此产生的可观测效应有:临界电流的法布里-珀罗干涉效应和临界电流随势垒的变化表现出π和π/2周期的谐振现象。我们的工作表明SOI不仅可以作为辨析、探测SAR的一个新的途径和方法,而且由其调控的超导异质结构可为新型石墨烯基超导约瑟夫森量子器件的设计提供一个新的选择。(3)然后,我们基于非平衡格林函数和Landauer公式,对叁角形剪裁的锯齿型石墨烯纳米带内的输运特性进行了相关的研究。研究发现局域的边缘态可以使得石墨烯纳米带的上下边态相互耦合,从而导致其隧穿电导G受到了极大的压制。当考虑纳米带边缘磁性时,在适当的剪裁尺寸下,我们可以得到一个纯的自旋流。此外,在低能区域,局域边缘态的磁性也能够对锯齿型石墨烯纳米带的隧穿电导G进行相应的调控。该研究将为石墨烯基自旋电子学量子器件的设计提供一个新的方案和途径。(4)最后,通过利用转移矩阵方法,我们结合解析公式和数值计算,对外尔半金属基共振结内无质量外尔费米子的隧穿电导G和散粒噪声进行了详细的研究。通过研究我们发现,系统内的散粒噪声与势垒的强度、结的结构、费米能级以及结晶角有着密切的依赖关系。当隧穿结的结构为准周期超晶格时,无序度对隧穿电导G和散粒噪声的影响依赖于经典隧穿和克莱因隧穿之间的相互竞争,这与传统结内的结果完全不同。此外,δ型势垒对隧穿电导G和散粒噪声的影响也至关重要。我们在单δ型势垒结内发现了普适的Fano因子,并且在δ型势垒超晶格结构内发现Fano因子的共振结构和δ型势垒数目完全匹配。该理论研究结果将对基于拓扑外尔半金属材料基纳米电子设备的设计提供了重要的理论依据。(本文来源于《北京科技大学》期刊2018-12-17）
董博闻[10]（2018）在《磁性外延纳米异质结中自旋相关输运行为的研究》一文中研究指出自旋流输运相关现象是现代自旋电子学的核心研究内容。得益于自旋角动量的传输不依赖电荷流动的特性,凝聚态体系中的自旋流与电流相比可以有效降低伴生的焦耳热效应和奥斯特场。因此,在未来电子技术中以自旋作为载体进行信息的传递与存储有利于突破当下半导体电子学技术发展中面临的瓶颈。另一方面,具有外延异质结构的纳米磁性薄膜是研究自旋流输运的理想平台。外延异质结构材料具有明确的晶体取向和较少的晶体缺陷,特别是在厚度为纳米尺度的磁性薄膜的研究中,与无序度高且难以控制的多晶、非晶薄膜体系相比,基于外延体系的研究更有利于基础物理机制的阐明。本论文以磁性外延纳米异质结薄膜为载体,研究了其自旋相关输运行为及其物理机制,所涉及的材料体系包括金属和绝缘体,主要研究内容和结论如下:(1)研究了基于外延磁性绝缘体钆铁石榴石(Gd3Fe5O12,GdIG)的自旋霍尔磁电阻效应。GdIG的磁结构在其居里温度以下具有强烈的温度依赖性,特点是在远离其自发磁化消失的补偿温度时具有常见的线性磁结构,在补偿温度附近具有非线性磁结构。在线性磁结构温区,GdIG/Pt异质结的自旋霍尔磁电阻具有平凡的角度依赖关系,体系的自旋霍尔磁电阻主要来自Fe3+的贡献,而磁性离子Gd3+对界面混合电导贡献较小;而在非线性磁结构温区,出现了翻转的自旋霍尔磁电阻角度依赖信号,同时还出现了对温度和外磁场强度敏感的多峰磁电阻现象。GdIG/Pt体系复杂的自旋霍尔磁电阻行为可以使用非线性磁结构和多畴模型进行解释。本工作还表明电输运测量可能是研究磁性绝缘体复杂磁结构的有力手段。(2)研究了基于外延γ-Fe2O3/NiO体系的自旋霍尔磁电阻效应。γ-Fe2O3/NiO/Pt体系的转角自旋霍尔磁电阻信号随着NiO厚度的增加发生了变号,而NiO层厚度固定时其转角自旋霍尔磁电阻符号随温度变化保持不变。该结果有助于澄清处于争议中的基于多晶NiO的YIG/NiO/Pt体系自旋霍尔磁电阻的随温度降低变号行为的来源,表明反铁磁绝缘体NiO中与铁磁层交换耦合的奈尔矢量也可以受到自旋流的力矩作用从而贡献变号的自旋霍尔磁电阻。同时,结果还表明γ-Fe2O3和NiO之间的交换耦合模式随NiO厚度的变化发生了改变,当NiO层较薄时为线性耦合,而厚度变大后为垂直耦合。(3)研究了全单晶外延的Co基异质结的自旋相关输运现象。在具有垂直各向异性的PtMn/Co/Ir体系中,发现了反对称磁电阻效应,该效应来源于单晶Co层磁化翻转过程中180°磁畴壁造成的纵向反常霍尔效应。首次在具有(111)面取向的全单晶外延Pt/Co体系中利用自旋力矩-铁磁共振技术研究了 Pt的自旋霍尔效应,得到其自旋霍尔角约为0.080。与多晶体系的报道值相比单晶(111)面取向的Pt具有较大的自旋霍尔角,显示单晶材料在自旋霍尔效应研究中的潜在优势,同时也暗示自旋霍尔角可能具有晶体取向依赖性。(本文来源于《北京科技大学》期刊2018-11-23）
自旋相关论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
众多粒子物理超标准模型中都预言了自旋有关的新相互作用存在.极化的核子间通过交换自旋为1的轴矢量玻色子可以产生额外的吸引力进而改变无穷大核物质状态方程性质.本文在相对论平均场模型的框架下加入额外的轴矢量玻色子后计算发现,当相互作用强度与玻色子质量之比达到g_A~2/m_(Z′)~2～O(10 GeV~(-2))时,低密处无穷大核物质的稳定性和对应的相变行为将发生显着的改变;而当g_A~2/m_(Z′)~2> 130 GeV~(-2)时核物质将在发生相变前率先到达零压点.对中子星而言这意味着其内核物质将在保持稳定的状态下形成表面而不会发生相变形成壳层结构,这与普遍存在于中子星天文观测中的星震现象矛盾,因此反过来对新相互作用的强度提出了额外的限制.通过与已有的地面实验结果对比,本文发现对于力程为微米到厘米间的新相互作用,中子星对其强度的约束最高可有8个量级的提升.
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
自旋相关论文参考文献
[1].周效枫,潘峰,宋成.反铁磁Mn_2Au及其相关自旋力矩[C].TFC'19第十五届全国薄膜技术学术研讨会摘要集.2019
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[8].张婕.磁性异质结中自旋矩相关问题的研究[D].北京科技大学.2018
[9].杨艳岭.相对论性费米子的自旋相关量子输运研究[D].北京科技大学.2018
[10].董博闻.磁性外延纳米异质结中自旋相关输运行为的研究[D].北京科技大学.2018
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