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[信息] 微电子量子点自旋电流

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发表于 2008-12-5 05:08:47 | 显示全部楼层

微电子量子点自旋电流

 微电子学和信息技术领域最令人激动的一个最新发展是电子的自旋性质有可能被开发利用,从而制备出基于微电子学和自旋相关效应的自旋电子器件。这导致了半导体"自旋电子学"这个研究领域的兴起。由于其自旋自由度(特别是核自旋)的退相干时间很长,介观量子点系统是目前最重要、也是研究的最多的一类自旋电子器件系统。这类体系中的自旋极化输运过程是一个关注的热点。去年开始,国际上先后观测到了量子点中的自旋相干泵浦和自旋极化电流的产生,物理所孙庆丰研究员等在今年的PRL上提出了基于量子点的"自旋电池"的重要概念。在库仑阻塞区,量子输运通常可由单粒子共振隧穿理论来描述。在低温强耦合条件下,描述高阶隧穿过程的近藤共振效应对自旋输运的影响变得重要,但是人们对这一过程的理解非常有限。
  物理所国际量子结构中心的博士后张平博士,与合作导师薛其坤研究员和美国Okalahoma大学谢心澄教授合作,在这一研究方向上取得重要进展。他们从理论上研究了相互作用量子点在外部旋转磁场下的非平衡自旋输运性质,并证明量子点中的相干自旋振荡可以导致自旋电流的产生。计入库仑关联相互作用后,近藤共振效应受外部进动磁场的影响很强。当磁场的进动频率与塞曼分裂能级满足共振条件时,每个自旋近藤峰就会噼裂为两个自旋共振峰的迭加。在低温强耦合区,这种近藤型共隧穿过程对自旋电流产生重要贡献。这为实验上实现自旋极化电流提供了一个重要途径。

  该工作得到了科学院知识创新工程、国家基金委"创新研究群体"基金以及国家科技部973项目的资助。这一研究成果发表在2003年11月7号出版的Physical Review Letters 91, 196602 (2003)上。

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