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自旋电子学(Spin-Electronics)是一门磁学和微电子学相交叉的新兴学科,它旨在利用电子自旋(自旋向上或自旋向下)而非传统的电子电荷为基础,设计和研发新一代电子产品。以自旋自由度为基础研究自旋轨道耦合效应对电子输运性质的影响就一直是自旋电子学中非常热门的研究课题。基于半导体异质结的介观系统是纳米电路的重要组成部分,因此,研究含自旋轨道耦合作用的半导体量子线的输运性质具有非常重要的现实意义,同时也引起了商业界和学术界极大的兴趣与关注。自旋注入半导体是实现半导体自旋电子学器件的重要条件,也是目前制约其应用开发的瓶颈问题,从理论和实验上寻找提高异质结构中电子的自旋注入效率的方法和有效途径仍然是一项挑战。本文主要利用量子力学理论方法,结合Landauer电导和自旋注入效率公式,研究了考虑由接触面限制势的结构反演不对称性产生的Rashba自旋轨道耦合作用的半导体异质结在准一维情况下的自旋输运性质。考虑铁磁体自旋极化率,异质结间接触势垒,带结构不匹配及半导体两条量子线中存在不同Rashba自旋轨道耦合情况下,运用量子力学方法从理论上我们主要研究了金属铁磁体/半导体量子线1/半导体量子线2异质结构(在量子线1中加沿y轴正方向的电场,而在量子线2中不加电场)和铁磁体/半导体1/半导体2/半导体3异质结构(在半导体量子线1中加沿y轴正方向的电场,在半导体量子线2中加沿z轴正方向的电场,从而可以诱发两种不同形式的Rashba自旋轨道耦合)。在单带有效质量近似和不考虑自旋轨道耦合诱导的子带间混合下,分别对FM/SC1/SC2和FM/SC1/SC2/SC3结构,具体讨论了Rashba自旋轨道耦合强度、半导体量子线的长度、铁磁体/半导体和半导体/半导体异质结处的势垒高度对体系的电导和自旋注入效率等输运性质的影响。结果表明两种异质结构中的电导和自旋注入效率均随着Rashba自旋轨道耦合强度的变化而变化,且随着Rashba波矢的增大振荡得越明显;半导体量子线的长度对体系的电导和自旋注入效率也有显著地影响;同时我们发现,任何势垒都阻碍电子的运动,且阻碍的程度与界面处自旋不匹配量相关。在理论上,当我们选取适当的半导体量子线长度和处理好异质材料界面处的Schottky势垒时,通过调控外电场或外电压来选取合适的自旋轨道耦合强度,可以得到较高的自旋注入效率。