锯齿形石墨烯纳米带特性的理论研究

对具有一定宽度的锯齿形石墨烯纳米带用对角化其哈密顿的方法自洽地计算了电子在半填满的情况下石墨烯的性质,结果发现:锯齿形石墨烯带在相同条件下两边之间是铁磁耦合还是反铁磁耦合是随机的.两边之间呈现反铁磁序时,石墨烯带是半导体,其带隙具有量子限制效应;呈现铁磁序时,石墨烯带是导体.无论哪一种情况,石墨烯带边缘原子的磁序都是一个定值,并不随系统大小而变化,这就为石墨烯作为自旋电子学的材料提供了一个无比优越的条件.     

磁量子结构中电子自旋极化输运性质的研究

研究了双磁垒量子结构中,磁场强度和偏压大小对电子自旋极化输运的影响。结果表明:零偏压下,电子在反平行等强磁垒结构中输运不会产生自旋极化;电子传输的阈值能量随磁场强度或偏置电压的增大而增大;在一定的磁场强度和偏压大小下,比较由半导体InAs和GaAs两类材料构成的量子结构中电子输运自旋极化度,发现它们的电子输运自旋极化度都随入射能量的增大而呈振荡衰减趋势,朗德有效因子高的InAs材料比GaAs的自旋极化度高出一个数量级。     

双向亚铁磁棱型自旋链的热力学性质研究

基于近些年来试验上有机和无机磁性高分子化合物的合成,文章利用双时格林函数方法, 对AB2型双向聚合物棱型自旋链的磁学和热力学性质进行了研究．在半满强耦合极限条件下,该系统可转化为量子铁磁-反铁磁自旋为1／2的AB2型海森堡模型,该模型将由零温量子相转变到亚铁磁基态．在Tyablikov耦合近似条件下,基态的自旋波、以及亚晶格的磁化强度和系统的磁化率在不同的序参量和不同外场的条件下进行了研究．结果显示该模型低温下的性质和自旋为1／2的铁磁相互作用的海森堡链相同．     

一维反铁磁链中非线性自旋波激发的A—B效应

采用Ｍａｔｉｓ［１］转动，研究在Ａ—Ｂ磁通作用下的一维闭合反铁磁链中的非线性自旋波激发。计算结果表明，一维闭合反铁磁链中的非线性自旋波激发可以形成一种沿链传播的孤立波，而Ａ—Ｂ效应的存在对非线性自旋波谱、能隙、以及孤立波的稳定性都有影响     

Andreev反射对量子输运性质的影响

研究了Andreev反射和交叉Andreev反射的物理过程,分析Andreev反射和电子的正常反射在物理图象上的区别,讨论这两种过程对量子输运性质的影响,并得出了铁磁金属-非磁半导体-超导体结构中自旋相关电流的具体产生过程及其他结论.     

Rashba多量子阱异质结中自旋轨道耦合效应对电子输运的影响

根据量子相干输运理论,利用传递矩阵的方法,研究自旋电子在铁磁体（F）／半导体多量子阱（SWM）／铁磁体的一维结构中,考虑自旋轨道耦合效应时的量子相干输运的特性．通过计算发现在这种一维多量子阱结构中的自旋电子的输运特性发生了一定的变化．这有利于进一步提高自旋电子的隧穿系数和自旋极化率．     

正多边形量子环链自旋输运性质研究

研究了考虑Rashba自旋轨道耦合的任意正多边形量子环链的自旋输运性质.当不考虑Rashba自旋轨道耦合时,量子环链中电子的透射电导不发生自旋极化和翻转;当考虑Rashba自旋轨道耦合时,Rashba自旋轨道耦合可以控制量子环链中电导的极化.点连接的量子环链透射电导存在奇偶震荡现象,线连接的量子环链透射电导的极小值不随链长度变化.     

磁学研究最新前沿——磁电子学研究内容简介

电子既是电荷的负载体,同时又是自旋的负载体.以研究、控制和应用半导体中数目不等的电子和空穴(即多数载流子和少数载流子)的输运特性为主要内容的微电子学是二十世纪人类最伟大的创造之一.众所周知,在这里自旋状态是不予考虑的,电子的输运过程仅利用它的荷电性由电场来控制.人类是否可以利用电子的自旋来操纵它的输运过程?回答是肯定的,它正是磁学研究的最新前沿——磁电子学所要研究的主要内容.我们知道,在铁磁金属中,由于交换劈裂,费密面处自旋向上与自旋向下的电子态密度不等,因而自旋向上电子载流子数与自旋向下电子载流子数是不等的,故在电场的推动下,铁磁金属中的传导电子流必定是自旋极化的.事实上,七十年代初有人通过超导体特殊的能带结构,利用“超导体/非磁绝缘体/铁磁金属”隧道结检测出穿越绝缘体势垒的隧道电子流是自旋极化的电子流.此外,也正是由于铁磁金属在费密面处自旋向上与自旋向下的电子态密度不     

成功连接量子点 精确探测电子态

据最新一期的《科学》杂志报道 ,美国普渡大学物理系的科学家在量子计算机研制方面取得了突破性进展 .他们已成功地将多个“量子点”两两相连 ,通过控制每个量子点的电子数量 ,准确地探明了“量子点”内电子的自旋状态 ,并以此为基础研制成计算机电路板上的开关线路 .该成果标志着以半导体材料为基础的量子计算机的研制又向前迈进了一大步 .同普通计算机类似 ,量子计算机中的“量子点”也采用二进制进行数据处理 ,其信息需要依据电子的上旋和下旋状态来描述 ,电子不同的自旋状态相当于传统计算机中开关电路的 0或 1状态 ,尽管电子的自旋状态…     

交错相互作用反铁磁链的临界区域

本文应用玻色化方法,研究了电子间具有交错相互作用和晶格格具有弹性作用的反铁磁链能谱。在一定的晶格畸变范围内,该模型同样会出现自旋Ｐｅｉｅｒｌｓ相变,最终给出了模型基态能量密度与晶格畸变的函数关系和模型出现自旋Ｐｅｉｅｒｌｓ相变的晶格畸变区域。     

交错相互作用反铁磁链的临界区域

本文应用玻色化方法,研究了电子间具有交错相互作用和晶格间具有弹性作用的反铁磁链能谱．在一定的晶格畸变范围内,该模型同样会出现自旋Peierls相变．最终给出了模型基态能量密度与晶格畸变的函数关系和模型出现自旋Peierls相变的晶格畸变区域．     

三角反铁磁AgCrO2磁结构和磁电性质研究

从多铁材料出发,介绍了三角反铁磁多铁材料ACrO2（A=Li,Na,K,Ag或Cu）的最新研究进展．这类多铁材料的磁性和铁电性存在很强的耦合和相互调控效应,铁电性来源于非共线螺旋自旋序,具有丰富的物理内涵,在自旋电子学等领域有着广阔的应用前景．基于密度泛函理论（DFT）的投影扩充波（PAW）方法,在广义梯度近似（GGA）下,对AgCrO2的磁结构和磁电性质进行了研究．共线磁结构计算结果表明,AgCrO2材料具有条纹反铁磁基态．态密度分析显示,Cr^3＋对体系的物理性质起决定性作用．通过非共线磁性结构计算,分别给出了平行于（110）而（11^-0）面内120°自旋构型．AgCrO2与（11^-0）具有很强的层内耦合作用,而层间耦合作用非常微弱,是典型二维三角格子Heisenberg材料．     

SrTcO3晶体结构和电子结构的第一性原理研究

利用基于密度泛函的第一性原理计算方法,对钙钛矿型氧化物SrTcO3的基态晶体结构、电子结构、磁性质和尼尔温度进行计算.计算结果表明:SrTcO3的基态空间群是Pnma,晶体中氧八面体中心离子Tc在三维方向上都呈自旋反平行排列,是G类反铁磁绝缘体.Tct2g-Op强烈的轨道杂化和Tc4d电子的巡游特性共同作用,导致SrTcO3具有948K的高尼尔温度.     

量子计算中的量子点

介绍一种利用量子点中单电子耦合自旋态的方法来实现量子计算中一个或两个量子位门的方案。在Born和Markov近似下，利用组合消相干自旋主方程计算得出量子位的超算子。     

一维XXZ环形自旋链中的量子关联

研究了系统尺度L=8的一维XXZ环形自旋链中的两体和多体量子纠缠以及两体量子失协,在这个过程中,充分考虑了温度和粒子间隔对纠缠和量子失谐的影响.结果发现,同种情况下,三体和四体纠缠比两体的更加“强壮”,且在低温条件下,利用多体纠缠可以探测到系统发生量子相变的临界点.与纠缠相比,量子失谐可以在较高温度下存在,且在相变点处总是表现出尖峰行为,这使得量子失谐在探测相变点方面更具优越性.     

YBa2Cu3-x GdxO7-δ的X射线衍射研究

用传统的固相反应法制备了掺杂稀土元素Gd的YBa2Cu3-xGdxO7-δ多晶粉末样品,并对YBa2Cu3-xGdxO7-δ结构进行X射线衍射研究。详细研究了Gd掺杂对YBa2Cu3O7-δ(Y-123)的结构与输运性质的影响。借助Rietveld方法,对不同掺杂的样品进行了细致的结构分析,并从结构的变化分析了掺杂对自旋隙产生的影响。对Gd3 离子磁掺杂自旋隙特征的研究说明自旋隙温度很大程度地依赖平面间的反铁磁关联配对的加强。     

载流子掺杂对钛酸铕(EuTiO_3)电子结构和磁结构的影响研究

利用第一性原理计算方法,研究了载流子掺杂的EuTiO_3的电子结构和磁结构.研究结果表明电子掺杂会导致EuTiO_3由G类反铁磁体转变为巡游铁磁体。其主要原因是来自费米面附近Ti 3d态的负自旋极化率和O 2p轨道调制驱动的Eu离子磁矩铁磁交换作用的增强;空穴掺杂的EuTiO_3表现出半金属性质,Eu 4f轨道较强的交换劈裂能是其半金属存在的原因.     

基于半导体量子点的量子计算的物理实现

利用半导体量子点导带中电子的自旋作为量子信息的载体,设计了量子计算的方案,该方案不需要利用量子位之间的相互作用,所有的操作只是单量子位的操作。     

CeSb单晶的电磁性质研究

稀土磷族化合物被认为是潜在的拓扑量子材料．本文以CeSb为研究对象，开展磁化率和电阻率的温度、磁场和角度依赖性研究．研究发现低温CeSb具有多个磁性相，在磁场作用下表现出反铁磁-铁磁转变以及补偿型磁电阻行为和磁电阻平台特征．另外，相比于非磁性和Gd基姊妹化合物，CeSb的低温转角磁电阻在(2n+1)/4(n=0,1,3,4)处出现极小值，表明该体系中磁性与电输运性质相互耦合．研究结果有助于深入理解稀土磷族化合物的磁电输运性质以及电子结构特征．     

自旋场效应晶体管中极化输运特性研究

自旋极化电流从铁磁金属注入到半导体的主要障碍是铁磁体和半导体电导率的不匹配。但最近研究结果表明可以通过运用适当的方法来克服这个困难。我们基于自旋场效应晶体管的模型及Landauer-Buttiker公式,求得电子通过半导体异质结的电导,得出了自旋电子器件中极化电荷的输运特性。