旁耦合于介观环与铁磁电极量子点系统中的自旋极化输运

借助单杂质Anderson模型哈密顿量,及利用格林函数和运动方程等理论,研究旁耦合于介观环和铁磁电极的量子点系统中的极化输运特性.结果表明,通过调节点-环耦合强度、铁磁电极中的极化强度、磁矩相对取向及温度等,均能实现控制体系中自旋极化电流的目的,达到自旋阀效应.为此系统作为一种新的自旋电子材料提供理论依据.

第 2 8卷第 1期 21 0 1年 1月

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文章编号:0 12 6 2 1 O - 31 7 1 0—4 X( 01 ) l01 - 0

旁耦合于介观环与铁磁电极量子点系统中的自旋极化输运 黄睿 吴绍全 闫从华,, ( .西南石油大学理学院,四川成都 1 60 0; 15 0 60 6 ) 10 8 2 .四川师范大学物理与电子工程学院,四川成都

要:助单杂质 A dr n型哈密顿量,及利用格林函数和运动方程等理论,研究旁耦合于介观环和铁磁借 nes模 o

电极的量子点系统中的极化输运特性 .结果表明,通过调节点一环耦合强度、铁磁电极中的极化强度、磁矩相

对取向及温度等,均能实现控制体系中自旋极化电流的目的,达到自旋阀效应 .为此系统作为一种新的自旋电 子材料提供理论依据. 关键词: o d效应;自旋极化输运;态密度 K no中图分类号: 48 0 8文献标识码:A

0引言 随着“自旋电子学”这一新兴学科的出现,维半导体材料,别是量子点系统近年来引起了研究人员低特的广泛兴趣和深入研究 .量子点是在半导体异质结中形成的二维电子气上,过施加门电压,通限制电子的运动形成.由于电子在量子点中的局域性,能级也是完全量子化的,其因此量子点成为研究类原子性质的有利工具,以也把量子点称为“所人造原子”它的优点在于参数可以人工控制 .,通过两个隧道结把量子点嵌入到 一

个电路中,能够研究电子通过量子点的输运现象 .果适当地控制量子点系统中的有关参数,么会导就如那

致在占据量子点中最高能级上的单电子与外电路中电子之间出现反铁磁交换相互作用,此时,量子点起磁性

杂质作用,具有一个局域自旋磁矩,稀磁合金中的磁性杂质一样 .与因此,量子点系统能够产生 K n o效应。 od 当量子点与铁磁电极耦合时,由于电子自旋和电荷自由度间的相互作用,出现一些特殊的现象,于量子会对点会出现库仑

阻塞 -]自旋积聚和 T 2、 MR效应 I等现象 . 4 它们之间电子的隧穿几率和自旋有关,样就可这以产生自旋极化.过控制量子点上的门电压和导线上的偏压就会产生自旋极化电流,通而产生的自旋极化电 流是自旋电子学领域的主要任务之一 .外,介观 A—环内有磁通时,感应出电流,没有耗散的持续另在 会是

电流 -2近年来,已成为凝聚态物理研究的热门课题之一 . 6. 这并且已有理论表明,通过研究耦合于介观环的 量子点中的持续电流同样能观察到介观 K n o效应 od .

本文采用 A d r n模型及运动方程等理论,过求解格林函数的方法得到了量子点上自旋向上、 n es o通向下 电子态密度表达式及线性电导随量子点能级变化关系,究了同时耦合于铁磁电极与介观环的单量子点系研

统中的自旋极化输运过程 .主要讨论量子点与介观环的耦合强度及左右磁电极中磁矩相对取向等参数对量子点中极化输运过程的影响 .我们发现了一些新的性质:在体系处于平衡状态时,随着量子点与介观环耦合 强度增加,尖锐的 K n o峰被压制,系的 K n o效应被削弱;大铁磁电极的极化强度, od体 od增在磁矩分别为平行和反平行时,电导也表现出完全不相同的特性 .非平衡态下,在由于偏压作用导致原本的 K n o单峰分裂为 od双峰结构,随着磁矩相对取向的变化,且自旋向上和自旋向下的电子态密度 K n o峰分别向低能级和高能级 od 移动,这种相对移动可通过施加外磁场来调节 .但

收稿日期: 0 9—1—1;修回日期: 0 0一 5~ 8 20 1 9 2 1 O 2

基金项目:西南石油大学校级科技基金 (年基金 ) 2 1 X Z 8 )青 ( 0 0 J 1 7资助项目

作者简介:黄

睿 (9 2一), 18女四川成都,师,士,要从事量子点系统极化输运研究讲硕主

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