磁性半导体异质结光子辅助量子输运特性的研究

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本文利用Floquet理论、散射矩阵以及有效质量近似理论研究了磁性半导体异质结中光子辅助的量子输运特性。磁性半导体/半导体/磁性半导体三明治结构形成的量子阱中具有Dresselhaus自旋-轨道耦合,两边磁性半导体的磁化强度成非共线位形,中间量子阱中的外加振荡场与输运电子非弹性耦合,导致光子辅助的量子输运。主要研究内容:1.磁性半导体量子阱两边的非共线磁化对束缚态能级的影响。在磁性半导体异质结形成的量子阱中,阱中的自旋-轨道耦合使两种自旋的束缚能级发生劈裂,势阱两边的磁化强度及其夹角改变了两边势垒的有效高度,从而使阱中束缚能级依赖于磁化强度及其夹角,磁化强度越大夹角对束缚能级的影响越显著。2.非共线磁化对透射谱中Fano共振的调制。自旋-轨道耦合使电子进入势阱区自旋发生翻转,于是即使入射一种自旋的电子,电导率也会出现两个Fano共振峰,每个峰的高低与相应自旋翻转的几率成正比,峰的位置依赖于外场频率和交换劈裂能,而且还受到两边磁化强度夹角的调制,这种特性可被用来检验自旋的翻转。3.散粒噪声与磁电阻对非共线磁化的依赖。随着两边磁化强度增加,磁电阻随角度的变化从一个峰变成一个谷,并在谷的两边出现两个峰,磁电阻呈现正负交替的现象。低频极限下的零温散粒噪声随两边的磁化强度夹角的变化也发生了明显变化。散粒噪声随着交换劈裂能的增加逐渐由对称转换为非对称,入射不同的自旋电子时,散粒噪声随着交换劈裂能的变化产生不同的变化趋势。这些结果对于磁性半导体异质结在量子器件方面的应用可能是有帮助的。
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