1、自旋電子學是一門新興的交叉學科,其主旨是對固態(tài)系統(tǒng)中的自旋自由度進行有效的操作和調控,將自旋自由度和半導體工藝相結合制造新型的自旋電子器件。利用電子的自旋來制造自旋電子器件的前提條件是使半導體中的電子發(fā)生自旋極化以及半導體納米結構中電子自旋的限域和輸運。本論文將就鐵磁、肖特基金屬和半導體復合納米結構中電子的自旋輸運問題在理論上作較為深入、系統(tǒng)的研究。
　　全文共五章。第一章為緒論部分,簡要介紹了自旋電子學的研究領域,主要包括實驗上

2、和理論上需要解決的重大問題,目前的研究進展以及在半導體儀器方面的應用前景等。然后,介紹磁調制半導體納米結構的制備及磁調制半導體納米結構中電子自旋輸運的研究動態(tài)。
　　第二章研究了由Guo等人提出的自旋過濾器中,器件的結構參數(shù)(如鐵磁條帶的寬度和厚度,肖特基金屬條帶的寬度,兩條帶之間的間距等)對電子自旋過濾性質的影響。該自旋過濾器可以通過在半導體異質結表面上沉積納米尺度的鐵磁條帶和肖特基金屬條帶來實現(xiàn)。研究表明,電子的自旋過濾特性與

3、鐵磁條帶和肖特基金屬條帶的結構尺度及位置密切相關,因此該器件中存在量子尺寸效應。此外,的研究還發(fā)現(xiàn),電子的自旋極化率會隨著電壘高度(由施加在肖特基金屬條帶上的電壓產生)的變化劇烈變化。因此可以通過調節(jié)施加在肖特基金屬條帶上的電壓來調控該自旋過濾器中電子的自旋極化行為。
　　第三章,在前一章的基礎上研究了偏壓對該自旋過濾器中電子自旋極化特性的影響。研究結果顯示,偏壓不僅能明顯改變電子的自旋極化率而且還能使自旋極化的符號發(fā)生變化。因此

4、可以通過調節(jié)施加在該器件上的偏壓來調控該器件中電子的自旋極化率,制造一個偏壓可調的電子自旋過濾器。
　　第四章中,通過在前面的自旋過濾器上再沉積一條鐵磁條帶,對該自旋過濾器進行了進一步優(yōu)化,提出了另一個電子自旋過濾器,同時在該器件上施加偏壓,探究了偏壓對該器件中電子自旋極化特性的影響。研究發(fā)現(xiàn),該自旋過濾器中電子的自旋極化率與偏壓密切相關。這一結果暗示人們可以通過調節(jié)施加在該器件上的偏壓來改變電子的自旋極化率,這對制作偏壓可調的電