1、作為同時(shí)具有廣泛的實(shí)際用途與理論研究?jī)r(jià)值的電子輸運(yùn)性質(zhì)，長(zhǎng)期以來(lái)一直是科學(xué)研究的熱點(diǎn)。隨著科技的不斷進(jìn)步，電子器件的尺寸被不斷的縮小，所以對(duì)電子輸運(yùn)性質(zhì)的研究也逐漸進(jìn)入了介觀領(lǐng)域。自從磁性多層膜和顆粒膜系統(tǒng)中發(fā)現(xiàn)了巨磁電阻(GMR)效應(yīng)和在磁性隧道結(jié)中發(fā)現(xiàn)隧道磁電阻(TMR)效應(yīng)以來(lái)，由于它們具有潛在的應(yīng)用價(jià)值和豐富的物理內(nèi)容，自旋極化的電子輸運(yùn)已經(jīng)成為當(dāng)前凝聚態(tài)領(lǐng)域中的熱門(mén)課題之一。本文就磁性隧道結(jié)中的隧道電阻效應(yīng)作了一些研究。

2、 在前兩章中，我們首先簡(jiǎn)要介紹了磁性隧道結(jié)系統(tǒng)的研究意義和概況，隨后分別就自旋極化和隧穿現(xiàn)象等方面對(duì)隧道磁電阻效應(yīng)的相關(guān)機(jī)制作了簡(jiǎn)要的概括，分析了Julliere模型和Slonczewski模型兩種常見(jiàn)的理論解釋以及隧道哈密頓方法和量子力學(xué)的隧穿方法，并對(duì)兩種理論方法作出了比較。 本文主要是采用散射方法，就鐵磁/半導(dǎo)體/鐵磁和鐵磁/半金屬/鐵磁兩種磁性隧道結(jié)中的自旋極化輸運(yùn)和隧道磁電阻效應(yīng)等做了一些理論上的研究。主要內(nèi)容如下：

3、 在第三章中，我們考慮半導(dǎo)體中的Rashba自旋軌道耦合作用，運(yùn)用量子力學(xué)的方法從理論上研究了一個(gè)二維鐵磁半導(dǎo)體雙隧道結(jié)中的自旋極化輸運(yùn)問(wèn)題?？梢园l(fā)現(xiàn)透射系數(shù)表現(xiàn)出典型的共振隧穿特性，并且自旋軌道耦合的強(qiáng)度對(duì)自旋向上和向下的電子的透射系數(shù)以及隧道磁阻(TMR)都有很大的影響。我們發(fā)現(xiàn)T<,P↑↑>竹隨K<,R>/K<,O>和α的變化幾乎沒(méi)有振蕩，與z的取值無(wú)關(guān)，但T<,AP↑↓(↑↓)>和T<,p↓↓>卻有振蕩行為。此外，隨SM

4、層厚度口的增加，T<,p↓↓>和T<,AP↑↓(↓↑)>的振蕩更為迅速，峰也越來(lái)越尖銳，并且峰與峰的間隔也逐漸變窄。更重要的是，隨自旋軌道耦合的增加，TMR有明顯的增大，這對(duì)磁性計(jì)數(shù)器和存儲(chǔ)器的設(shè)計(jì)和制作是十分有利的。 在第四章中，我們將半金屬磁性材料應(yīng)用到鐵磁隧道結(jié)中，運(yùn)用散射方法，即量子力學(xué)的隧穿方法從理論上討論一個(gè)鐵磁/半金屬/鐵磁隧道結(jié)中的隧穿共振和TMR等問(wèn)題。結(jié)果表明：當(dāng)我們選定半金屬材料自旋向上子能帶呈現(xiàn)金屬性，自

5、旋向上和自旋向下的電子的隧穿系數(shù)都表現(xiàn)出共振隧穿特性，隨半金屬中自旋向上和向下的劈裂能差的增加，T<,P↓↓>和T<,AP>振蕩逐漸加快，峰與峰的間隔逐漸變窄，但T<,P↑↑>竹幾乎不受到半金屬中劈裂能差變化的影響，仍然保持原有的振蕩周期。此外，半金屬層中的劈裂能的差值對(duì)該隧道結(jié)的TMR和電導(dǎo)的相對(duì)差△G/G有很大影響，兩者都隨半金屬中自旋向上和自旋向下的劈裂能差值的增大而有明顯的增大?？梢?jiàn)，半金屬材料對(duì)提高隧道結(jié)的磁電阻是十分有利的，