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近年来自旋电子学得到很大发展，应用前景看好。基于此，本论文研究了存在自旋轨道耦合的介观系统中的自旋输运和自旋霍尔效应等现象。论文首先介绍从非平衡格林函数出发导出的具有普遍性的，可用来计算白旋流及电流的多端口Landauer-Buttiker公式。应用此公式，本文主要研究了：
(1)存在非均匀自旋轨道耦合的二维电子气体系统中的自旋霍尔效应，并和大家熟知的量子霍尔效应对比，发现在自旋霍尔效应中起作用的是扩展态，而非量子霍尔效应中的边缘态。(2)在存在自旋轨道耦合的4端体系中，文章首次指出纵向白旋流也能引起横向自旋流。结合霍尔效应，自旋霍尔效应和逆自旋霍尔效应，共计16个霍尔导元。文章归纳了16个导元之间的对称关系并指出自旋自旋霍尔效应占据主导地位。(3)研究了存在或不存在自旋轨道作用的二维电子气在垂直于平面的强磁场作用下的霍尔电导及自旋霍尔效应。发现二维体系中的垂直磁场不仅可以抵制静态杂质散射还能有效抵制退相干作用。而自旋轨道耦合会削弱垂直磁场对退相干的抵制作用。
此外，针对fScience，306，1910(2004)1的实验，我们提出了不同于前人的另一种解释，即边界限制势引起的自旋轨道耦合，也能导致实验中在边界处符号相反的自旋积累，并且积累有与杂质无序、体系尺寸和形状等因素无关的优点。
论文还介绍了基于双量子点模型和量子点接触装置，用屯学的方法测量自旋流的具体方法，以及作者博士期间的一些其他工作，比如研究正常—量子点—超导体系在打开或关闭电压时，电流的开关响应时间。