导读:本文包含了自旋自由度论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:硅烯,自旋输运,场效应管
自旋自由度论文文献综述
王生东[1]（2017）在《硅烯场效应晶体管中电子自旋和谷自由度的全电学调控》一文中研究指出自石墨烯成功制备以来,许多新型二维材料备受物理学和材料科学领域研究者的关注,比如六角氮化硼、二硫化钼以及黑磷等。作为类石墨烯结构的硅烯具有翘曲结构,由于其电子融合了谷、自旋等多重自由度,是近年来前沿领域重点关心的对象之一,已在2012年由Vogt等人制备出来。对硅烯材料电子性质的研究进一步推动了当代电子学概念、理论及应用前景的发展。基于硅烯实验和理论上的最新研究进展,本论文基于硅烯新奇的物理性质设计了场效应管装置,从理论上提出自旋和谷自由度的全电学控制的方法。具体内容安排如下:第一章主要介绍二维材料的兴起、制备以及应用前景,硅烯材料的结构及基本的电子性质和基于二维材料场效应管的实验与理论方面的研究进展。第二章简单介绍研究硅烯场效应管电子输运性质常用的理论方法,包括有效质量模型-Dirac方程理论、紧束缚近似方法、Landauer-Buttiker理论、格林函数方法以及密度泛函理论。第叁章主要阐述如何利用反铁磁场来实现硅烯自旋和谷自由度的独立控制。利用有效质量-Dirac方程和Landauer-Buttiker理论可以证明,在由一个npn结构建的硅烯场效应管中可以实现支持单谷和单自旋输运的谷选择性自旋滤波器(VSSF)。这一场效应管的p型掺杂区外加反铁磁交换场和垂直电场,VSSF特性的实现得益于自旋极化的单谷狄拉克锥可电控状态。这些结果与先前的一些理论计算结果及第一性计算的能带结果都是一致的。第四章详细介绍实现硅烯自旋-谷自由度的全电学控制的新方案。通过理论推导和数值计算,我们探讨了铁磁硅烯器件中的自旋谷极化输运,其中铁磁硅烯器件局部是被层间电场(zE)控制,通过调节zE电场可以实现具有100%的谷选择的自旋极化输运的谷自旋过滤器。我们的结果为未来逻辑电路中同时控制谷和自旋两种自由度提供了一条有效途径。第五章给出总结和展望。(本文来源于《南京邮电大学》期刊2017-10-26）
钟良帅[2]（2017）在《二维材料中电子自旋和谷自由度的掺杂和吸附调控》一文中研究指出本文通过基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,研究了过渡金属原子吸附的单层过渡金属二硫属化物MX2(M=Mo,W;X=S,Se Te)以及过渡金属原子掺杂的单层反铁磁MnPX3(X=S,Se)中的自旋和谷劈裂,发现这些体系中拥有丰富的自旋和谷相关的物理性质,为实现自旋和谷极化提供了重要的理论支持。对于单层过渡金属二硫属化物MX2,由于空间反演对称性破缺和较强的自旋轨道耦合作用,使得其能带结构中出现自旋劈裂,在其两个谷附近具有很好的旋光选择性。但是,时间反演对称性要求其两个谷间的自旋劈裂必须相反,所以其谷还是简并的。我们提出通过吸附过渡金属原子的方法来实现谷劈裂。由吸附的过渡金属引入的局域磁矩导致的塞曼效应,将使得单层MX2系统中产生谷劈裂。由于系统的两个谷发生劈裂,在面内电场和贝里曲率的作用下,我们可以通过平衡载流子掺杂只激发一个谷的载流子,实现反常的电荷、自旋和谷霍尔效应。此外,我们还发现谷劈裂依赖于极化方向,因此我们可以通过外磁场来控制极化方向从而调控谷劈裂。具体的,我们以单层MoS2为例进行了第一性原理计算研究。单层MnPX3(X=S,Se)体系的能带结构中具有两个不等价的谷。在考虑自旋轨道耦合(SOC)时,其能带结构中的两个谷将发生能量劈裂,但是反铁磁耦合使得自旋在整个动量空间中依然是简并的。我们提出一个方法能够在单层MnPX3(X=S,Se)中同时实现自旋和谷劈裂,即通过掺杂手段引入塞曼场。通过第一性原理计算方法我们研究了过渡金属原子掺杂单层MnPSe3后的电子结构,以及自旋和谷相关的物理。我们发现Zn掺杂的单层MnPSe3体系的谷劈裂值达到20 meV,同时其自旋劈裂值超过100 meV。掺杂引发的自旋和谷劈裂对自旋电子学和谷电子学很有吸引力,这将有助于通过除了光学泵浦之外的电学方法来探测和操纵谷和自旋自由度。(本文来源于《江苏师范大学》期刊2017-06-01）
聂娅,向钢,张析,王磊[3]（2015）在《关于单原子自旋与转动自由度的教学探讨》一文中研究指出在热学课程的教学实践中我们发现,因学生对于微观原子概念的理解仍然停留在宏观的经典力学物理模型中,当讨论气体分子的自由度时,单原子的自旋和转动自由度等问题就会对积极思考的学生带来困惑.鉴于此,本文对单个原子的自旋与转动自由度进行了简要探讨,并区分量子自旋与经典物理的自转运动,强调自旋是微观粒子的内禀属性,没有经典概念与之对应,并指出将原子视为质点的简化假设有助于低年级学生掌握关于原子自由度的基本概念与物理图像.(本文来源于《物理与工程》期刊2015年05期）
计彦强[4]（2014）在《利用光子偏振和电子自旋自由度实现量子信息处理》一文中研究指出随着量子信息的快速发展,各种不同的物理系统也随之而出。光学系统中的偏振光子可以作为飞行的量子比特,携带量子信息,适用于远程量子通信；电子系统中的自由电子具有电荷和自旋两个自由度,对电荷的测量不会影响到电子的自旋,而固态系统中的半导体量子点体系具有可集成性和可扩展性的优点。因此这两个系统在量子信息处理任务中备受关注。本文主要研究应用光学系统和电子系统实现量子信息处理任务,主要内容包括：基于光学系统,提出了以量子非破坏性测量为辅助的偏振光子的纠缠浓缩方案。对Bell类态、GHZ类态、叁光子W态以及多光子的W态进行了纠缠浓缩,并计算了相应的成功概率。方案中采用线性光学元件和量子非破坏性测量装置代替了传统的宇称测量方法。与现有的纠缠浓缩方案相比,我们的方案不需要辅助光子,并且操作过程简单。基于电子系统,首先,在固态电子系统中,利用量子点与单边光学腔耦合系统实现了一个特殊的受控非门,利用两个自旋电子的宇称态控制偏振光子的极化态,然后实现了1→2通用量子克隆机、1→2相位协变量子克隆机、1→3经济型相位协变量子克隆机。随后,利用量子点与双边光学腔耦合系统制备了自旋电子之间的受控非门和Toffoli门,并且计算了相应的保真度,在这两个量子逻辑门的基础上,实现了一种量子克隆机用于克隆一个与给定量子态近似的态。其次,在自由电子系统中,提出了超纠缠Bell态分析的方案,能够完全区分16个超纠缠Bell态而不会破坏它。随后,利用自由电子系统又制备了四粒子的纠缠态,其中包括了团簇态、<X>态以及Dicke态。(本文来源于《延边大学》期刊2014-06-03）
赵晓芳[5]（2010）在《基于自旋和类自旋自由度的纳米器件设计》一文中研究指出电子是电荷与自旋的统一载体。在微电子学中已经对电子的电荷性质做了很多研究,并且基于电荷性质得到了很多实用的电学器件,使我们的生活日新月异。但是当微电子器件的尺寸小到一定尺度时就会有量子效应出现,器件的物理工作原理失效。因此,以电子的另一个性质——自旋作为信息载体的一个新兴的研究领域“自旋电子学”发展起来,成为凝聚态物理学中一个新的学科分支。自旋电子器件的操作需要产生、探测和操控自旋流。石墨烯是近年来纳米材料的另一个研究热点,是芯片产业替代硅的可能材料之一。本文第一章介绍了纳米电子学,自旋电子学和石墨烯材料。文章的第二、叁章是我们的主要工作。在第二章我们考虑了一个自旋轨道耦合调制下的量子点接触(QPC)器件。当自旋偏压施加到一个二端装置时,将会有电荷流产生。本章展示了这种电荷流的整流效应。我们发现当自旋偏压的极化方向(同时也是自旋的量子化轴)沿着QPC的横向时,两个自旋守恒的传输系数随入射能量的变化显着不同。这种差异对自旋偏压引起的电荷流整流效应而言是一个必要条件。将自旋偏压的作用从器件的一端改变到另一端时,电荷流可以从零改变到一个很显着的值。石墨烯的能谱具有二重的谷简并。借鉴自旋电子学中对电子自旋的研究思路,这种谷自由度可用作信息载体。谷电子器件的运行需要两个谷的电子分布存在差异。目前关于谷过滤的设计方案都集中在对谷极化的全电学控制。本文第叁章提出一种基于石墨烯块材料的谷过滤器件,该器件中的电子受到应力和磁场共同调制。对二端石墨烯器件,当狄拉克电子只受局域磁场或应力单独调制时,没有谷极化产生。当两种调制共同作用时石墨烯的两个谷在倒空间有不同大小的位移。相应地,输出电流是谷极化的。谷极化度可以用应力的强度和所施加的标量电势来调节。当局域磁场的方向改变时,谷极化的极性也随之改变。(本文来源于《大连理工大学》期刊2010-05-01）
明星[6]（2009）在《自旋自由度对关联电子体系材料物理性质的影响：第一性原理研究》一文中研究指出本论文选取了准一维的自旋-Peierls化合物α'-NaV_2O_5,准二维的梯形结构化合物CaV_2O_5和叁维多铁化合物PbVO_3作为研究对象,采用基于密度泛函理论(DFT)的超软赝势平面波方法和自旋极化的广义梯度近似研究了电子的自旋自由度对材料微观电子结构与宏观物理性质的影响。通过对准一维自旋-Peierls化合物α'-NaV_2O_5的室温(RT)相的研究,揭示了磁性交换作用导致其绝缘带隙的本质,首次提出RT相α'-NaV_2O_5是Slater绝缘体的观点。成功解释了RT磁化率和角分辨光电子谱(ARPES)的实验结果,解决了一直存在争议的RT相的绝缘性起源、光谱实验中的吸收峰以及共振非弹性X射线散射实验中的能量损失峰的本质等问题。首次在理论计算过程中考虑了电子的自旋自由度及不同自旋构型对CaV_2O_5的电子结构的影响,并联合周期性DFT电子结构计算与Noodleman-对称性破缺方法,定量拟合出微观自旋交换作用参数。结果表明CaV_2O_5中磁性耦合作用存在显着的各向异性。梯阶上的自旋形成反铁磁二聚体,并对CaV_2O_5的性质起决定性的作用,在温度降低时,形成自旋单重态,使体系进入非磁基态。梯子之间的弱铁磁作用导致基态与第一激发态之间的自旋隙明显减小。在单电子能带理论的框架下,研究了多铁化合物PbVO_3的四方铁电相的二维C-型反铁磁绝缘基态的电子结构和铁电性起源。通过模拟四方铁电相在静水压作用下的行为,发现1.25GPa时,四方铁电相向立方顺电相转变,这个一级相变伴随晶胞体积的坍塌和晶格参数的突变。立方相PbVO_3具有半金属性铁磁体的典型特征,理论预测这一材料可能被应用到自旋电子学领域。(本文来源于《吉林大学》期刊2009-04-01）
戴闻[7]（2008）在《利用碳纳米管中的自旋和轨道自由度》一文中研究指出电子自旋在信息处理中可以被作为二元变量使用,分别表示为自旋↑和↓.一个成功的例子是:计算机硬盘的读出头.这一器件的工作原理是基于巨磁电阻效应,即磁电阻大小的自旋取向依赖性.巨磁电阻现象的发现者Albert Fert和PeterGrnberg获得了200(本文来源于《物理》期刊2008年08期）
季向东,王文周[8]（2000）在《自旋导弹制导控制系统六自由度数字仿真研究》一文中研究指出采用旋转弹体单通道控制方式的制导系统是一个非线性、时变、多变量的耦合系统,理论分析和工程设计困难很大。本文以某型便携式防空导弹为例,基于动态仿真软件SIMULINK建立了制导控制系统仿真平台,对制导控制系统进行了六自由度仿真研究,为制导控制系统性能研究和优化设计提供必要的手段。(本文来源于《情报指挥控制系统与仿真技术》期刊2000年07期）
自旋自由度论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文通过基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,研究了过渡金属原子吸附的单层过渡金属二硫属化物MX2(M=Mo,W;X=S,Se Te)以及过渡金属原子掺杂的单层反铁磁MnPX3(X=S,Se)中的自旋和谷劈裂,发现这些体系中拥有丰富的自旋和谷相关的物理性质,为实现自旋和谷极化提供了重要的理论支持。对于单层过渡金属二硫属化物MX2,由于空间反演对称性破缺和较强的自旋轨道耦合作用,使得其能带结构中出现自旋劈裂,在其两个谷附近具有很好的旋光选择性。但是,时间反演对称性要求其两个谷间的自旋劈裂必须相反,所以其谷还是简并的。我们提出通过吸附过渡金属原子的方法来实现谷劈裂。由吸附的过渡金属引入的局域磁矩导致的塞曼效应,将使得单层MX2系统中产生谷劈裂。由于系统的两个谷发生劈裂,在面内电场和贝里曲率的作用下,我们可以通过平衡载流子掺杂只激发一个谷的载流子,实现反常的电荷、自旋和谷霍尔效应。此外,我们还发现谷劈裂依赖于极化方向,因此我们可以通过外磁场来控制极化方向从而调控谷劈裂。具体的,我们以单层MoS2为例进行了第一性原理计算研究。单层MnPX3(X=S,Se)体系的能带结构中具有两个不等价的谷。在考虑自旋轨道耦合(SOC)时,其能带结构中的两个谷将发生能量劈裂,但是反铁磁耦合使得自旋在整个动量空间中依然是简并的。我们提出一个方法能够在单层MnPX3(X=S,Se)中同时实现自旋和谷劈裂,即通过掺杂手段引入塞曼场。通过第一性原理计算方法我们研究了过渡金属原子掺杂单层MnPSe3后的电子结构,以及自旋和谷相关的物理。我们发现Zn掺杂的单层MnPSe3体系的谷劈裂值达到20 meV,同时其自旋劈裂值超过100 meV。掺杂引发的自旋和谷劈裂对自旋电子学和谷电子学很有吸引力,这将有助于通过除了光学泵浦之外的电学方法来探测和操纵谷和自旋自由度。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
自旋自由度论文参考文献
[1].王生东.硅烯场效应晶体管中电子自旋和谷自由度的全电学调控[D].南京邮电大学.2017
[2].钟良帅.二维材料中电子自旋和谷自由度的掺杂和吸附调控[D].江苏师范大学.2017
[3].聂娅,向钢,张析,王磊.关于单原子自旋与转动自由度的教学探讨[J].物理与工程.2015
[4].计彦强.利用光子偏振和电子自旋自由度实现量子信息处理[D].延边大学.2014
[5].赵晓芳.基于自旋和类自旋自由度的纳米器件设计[D].大连理工大学.2010
[6].明星.自旋自由度对关联电子体系材料物理性质的影响：第一性原理研究[D].吉林大学.2009
[7].戴闻.利用碳纳米管中的自旋和轨道自由度[J].物理.2008
[8].季向东,王文周.自旋导弹制导控制系统六自由度数字仿真研究[J].情报指挥控制系统与仿真技术.2000