导读:本文包含了自旋极化电子输运论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:量子点,二维电子气,自旋极化输运
自旋极化电子输运论文文献综述
王宇鹏[1]（2019）在《与二维电子气耦合的双量子点中的自旋极化输运》一文中研究指出研究磁场作用下与左右两个二维电子气耦合的双量子点系统中的自旋极化输运过程.结果发现当两个量子点靠近时,电导中会出现Dicke效应导致的不对称尖峰.随着量子点间的距离增大,Dicke尖峰变宽并向低能级方向移动.当磁场只施加在二维电子气中时,量子点中的电导是自旋无极化的;但是当量子点的能级发生塞曼分裂时,电导中自旋朝上和朝下电导的尖峰在能量空间向相反方向移动,但保持大小不变.计算结果还发现两个量子点能级的差会在电导的Dicke尖峰附近产生额外的谷,并降低尖峰的高度.所研究的结构有望用于自旋过滤或分离装置.(本文来源于《渤海大学学报(自然科学版)》期刊2019年01期）
吴秋华[2]（2016）在《低维碳基材料的电子及自旋极化输运性质研究》一文中研究指出纳米与分子电子器件越来越受到人们的关注,许多低维纳米材料可以表现出一些微型电子器件的功能特性,比如碳纳米管、富勒烯、石墨烯、单分子磁体等。有些器件具有负微分电阻(NDR)效应,一些具有磁性的材料构成的器件能够产生自旋过滤(SFE)效应,当然还有最为常见的整流效应、以及开关效应等。本文中,我们利用基于第一性原理密度泛函理论(DFT)与非平衡格林函数(NEGF)相结合的计算方法,主要研究了低维碳基材料富勒烯、石墨烯这两种材料的电子及自旋极化输运性质。本论文主要包括以下几个部分:在第一章中,我们分别介绍了分子电子学和自旋电子学的研究背景,并对其产生以及近几年来的发展历程作了简单回顾。然后介绍了石墨烯和富勒烯的结构和性质。最后我们对本论文所研究的主要的内容作了简单总结。在第二章中,我们针对本论文中所采用的理论计算方法作了详细介绍。首先介绍了我们做理论计算时最常用的密度泛函理论方法,然后简要介绍了计算电子输运问题时采用的非平衡格林函数(NEGF)方法,最后详细介绍了我们所采用的基于密度泛函理论与非平衡格林函数相结合来处理分子器件电子输运性质的第一性原理计算的方法以及计算原子尺度电子输运问题时的基本物理公式,即Landauer-Büttiker公式。在第叁章中,我们采用第一性原理方法对BDC60分子的电子输运方面的性质进行了详细研究。计算了BDC60分子的电流-电压关系,分别讨论了不同大小的门电压对BDC60分子输运性质的影响。发现当加上门电压以后,BDC60分子可以产生整流特性,而在不加门电压的情况下体系没有整流效应出现。当加上不同大小的门电压时,体系的整流性能也不同。其原因是门电压可以通过调控分子能级来改变分子器件的电子输运性质。在第四章中,我们运用第一性原理方法探究了富勒烯二聚体分子Fe@C60的自旋极化输运性质。通过详细的计算,我们发现,当该结构从P自旋状态向AP自旋状态转化时,在较低偏压下表现出明显的磁致电阻效应。其原因是由于自旋反对称,Fe@C60笼子左半部分的PDOS峰与右半部分的PDOS峰在零偏压下不再重合,使得P自旋状态的电流远大于AP自旋状态的电流,产生较大的磁致电阻率。还可以观察到自旋过滤效应,并且P自旋状态时,自旋过滤效率达到了90%多。其原因是当施加外部偏压时,由于自旋向上和自旋向下的PDOS强度不同而引起自旋向上和自旋向下的电流大小不同,从而产生自旋过滤。随着偏压进一步增加,会出现负磁致电阻以及负自旋过滤现象。此外,该体系还具有负微分电阻效应,这是由体系中自旋向上的电流产生的。在第五章中,我们通过第一性原理方法深入探究了单分子磁体Mn(dmit)2连接在石墨烯电极上时体系的自旋极化输运性质。主要讨论了单磁体分子Mn(dmit)2两端的dmit配体在共面和垂直两种情况下时体系的电子性质以及自旋输运方面的特性。通过计算分析,发现当单磁体分子Mn(dmit)2两端的dmit配体处于共面构型时,通过其的电流表现出明显的自旋过滤效应,自旋过滤效率达到100%。而对于其垂直构型,通过其的电流几乎处于截止,导致电路处于不导通状态。这表明单分子磁体Mn(dmit)2可以用来设计自旋过滤器和自旋阀。此外,该器件还具有显着的整流效应、磁致电阻效应、以及NDR效应,这一研究结果为设计多功能高性能分子器件提供了重要参考。最后,我们对本论文作了简要总结和展望。(本文来源于《济南大学》期刊2016-06-01）
卜宁[3]（2016）在《基于石墨烯的超导结的自旋及谷极化电子输运性质》一文中研究指出近年来,石墨烯的发现引起了人们广泛的关注。石墨烯(G)是单层石墨,在石墨烯中的电子除了自旋和电荷自由度以外,还有类似于自旋自由度的谷自由度,与时间反演对称性相关,所以基于石墨烯的约瑟夫森结会呈现出新奇的超流效应。另外,对于准一维锯齿形石墨带(ZR)来说,石墨带链数的奇偶性会导致谷具有不同的赝宇称,因此基于石墨带的超导结会展示出许多奇异的性质。本文使用格点格林函数的理论方法,研究了基于石墨烯的超导结的自旋及谷极化电子输运性质。第一、研究了基于谷极化石墨烯的约瑟夫森结的超流性质。结果表明,在含有沿电流方向直接接触G的超导金属电极(Bulk-S)所构成的约瑟夫森结中,当相位差为零或π时,通过该超导结的约瑟夫森电流并不会消失,即出现奇异的约瑟夫森效应。产生该现象的原因是施加的光场和电场使得中间G层谷极化,在Bulk-S和谷极化G的界面处发生了谷混合散射,从而导致了时间反演对称性破缺。第二、探讨了锯齿形石墨带超导结的自旋输运性质。讨论了在ZR/Bulk-S/ZR结构中非局域Andreev反射和弹性隧穿几率随中间超导体长度L以及左边ZR偏置电压eVL的变化。当只有一边锯齿形石墨带被磁化(MZR)和中间超导体层L较小时,通过改变eVL的正负,可以获得不同自旋方向的隧穿电流,表明该结构可用于制作双向导通的不同自旋方向的自旋二极管。当两边锯齿形石墨带都被磁化时,若磁化方向平行,随磁化强度的增加,系统某一自旋方向的隧穿电流将会转变成另一自旋方向的隧穿电流,因此该系统可用于制备自旋方向转换的自旋过滤的电子器件。当磁化方向反平行时,若磁化强度较小,几乎只留下了自旋向下的非局域Andreev反射过程,这意味着我们可以获得纯某种自旋的纠缠电子对；当磁化强度较大时,两过程的隧穿几率为零,即没有电流,表明该系统所制作的器件具有较高的磁储存效率。(本文来源于《南京师范大学》期刊2016-04-15）
李杨[4]（2016）在《密度泛函理论和非平衡格林函数方法对Co基Heusler合金磁电阻结界面特征及电子自旋极化输运的研究》一文中研究指出基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理计算因其自身优势和特点,在原子分子尺度理论模拟中具有较高的可靠性和运行效率并能保持良好的精度,成为理论工作者研究微观粒子运动规律及预测宏观物理性质的有力工具。借助这个数学工具不仅能够有效降低研究成本,还有助于理解原子分子水平上的某些微观机理。由于描述电子传播行为的非平衡格林函数(NEGF)能够将电子散射与传播有机联系起来,且在不求解波函数的情况下可直接计算体系的输运性质,因此NEGF方法成为处理非平衡条件下电子散射及输运问题的常用手段。结合DFT与NEGF这两大数学工具可对物理学上的巨磁电阻现象开展相应理论研究。利用电子自旋属性的新型自旋电子学器件,例如各种巨磁电阻／隧穿磁电阻传感器、巨磁电阻隔离器、巨磁电阻／隧穿磁电阻硬盘读出磁头、磁电阻随机存储器以及自旋晶体管等,与仅利用了电子的电荷属性的传统微电子学器件相比,因能耗更低、存储能力更强而备受关注。作为半金属材料家族中的重要成员,Co基Heusler合金因具有高自旋极化率、高居里温度等特点而被视为具有潜力的磁电阻结电极材料。然而,在实际中Co基Heusler合金磁电阻结器件表现出来的性能并不太理想。为弄清实测值与理论期望存在较大差距的原因,借助上面所提到的两大数学工具(即DFT和NEGF方法),开展了对典型的Co基Heusler合金磁电阻结异质界面特征及自旋极化输运的基础研究,力图从理论上探究问题根源所在,并为发展高性能磁电阻结材料提供可靠的解决方案。具体来说,本文的主要内容安排为以下几个部分：一、作为磁电阻重要组成部分之一的电极材料,应当具备结构稳定性和热动力学稳定性等基本特征。尤其是当其处于较高退火温度的环境下时,是否能够保持高度有序的相结构,关系到还能否发挥出优良的半金属特性。基于密度泛函理论,采用第一性原理计算和准谐德拜模型方法对四种典型的Co基Heusler化合物Co2YZ (Y=Sc, Cr; Z=Al, Ga)(空间群表示为Fm-3m)的电子结构、弹性及热力学性质进行了系统的研究。结果表明：对于Co2CrAl和Co2CrGa而言,尽管具备良好的半金属特性,而且在高压环境下两者的自旋极化率还有所提升,但其晶格动力学稳定性较差,导致了两者应用价值不大；而对Co2ScAl和Co2ScGa来说,虽然均符合结构稳定性和晶格动力学稳定性等基本判据,但却并不具备典型的半金属特性,进而证实Co2ScZ也不适合作为电极材料来使用。二、在已知同时具备相稳定性和典型半金属性的前提条件下,选取了Co基Heusler合金Co2MnAl(空间群表示为Fm-3m)作为电极材料来考察其器件潜质。由于实际制备环境中Co2MnAl的B2无序结构跟L21有序结构的形成能相差很小,且相应的块体(Bulk)自旋极化率反而更高,为此将B2无序下的情况作为重点来研究。借助非平衡格林函数方法,通过对L21有序和B2无序两种情况下磁电阻值的计算发现Co2MnAl/Ag/Co2MnAl磁电阻结在无序情况下能够获得更为优良的输运性能(中间层材料Ag的空间群表示为Fm-3m)。在此基础上,结合对电子结构及磁性的分析,可以认为在制备过程中具备单一B2无序相结构的Co2MnAl基Co2MnAl/Ag/Co2MnAl叁层膜磁电阻结具有较大的使用价值和应用前景。叁、基于密度泛函理论并结合非平衡格林函数方法,考虑了另一种常见的具有高自旋极化率、高居里温度且高温下结构稳定的Co基Heusler合金材料——Co2MnSi(空间群表示为Fm-3m)及其叁明治结构器件。对实验上研究得较为成熟的Co2MnSi/Ag/Co2MnSi叁层膜器件来说,虽然实验方法和手段在不断地改进,但是实际上磁电阻测量值仍然不是十分理想。在本论文中,设计和模拟了有限厚度的Co基Heusler合金Co2MnSi为电极材料的Co2MnSi/Ag/Co2MnSi叁层膜结构,计算和分析了Ag/Co2MnSi异质界面附近的界面特征对每一原子层电子结构的影响。随后,在研究中引入了界面无序的概念以最大程度模拟可能的真实情况,发现在高温退火环境下最有可能发生的无序情况是界面DO3类型的原子无序(即界面第一层L1的Mn原子与第二层L2的Co原子发生交换无序)。进一步的磁输运研究发现,上述DO3类型界面处原子无序排布,结合异质界面本身所构成的综合效应,将会对Co2MnSi/Ag/Co2MnSi叁层膜器件的自旋极化输运性能带来致命性破坏作用。四、采用密度泛函理论计算并依赖非平衡格林函数方法,进一步总结了Co基Heusler合金Co2YZ材料(Y=Sc,Ti,V, Cr, Mn,Fe;Z=Al,Si,Ge)(空间群表示为Fm-3m)与一种具有代表性的纯金属——铝(A1)(空间群表示为Fm-3m)的能带结构匹配情况,建立了该匹配度与对应Co2YZ/Al/Co2YZ叁层膜器件磁输运系数之间的关联。结果表明,Co基Heusler合金Co2YZ在费米面附近的能带特征(包括穿过费米面能带的形状,Co2YZ和Al在费米面交点之间的距离d=｜P0-Qi｜,以及横跨费米面能带中能量的绝对最大值|Emax｜),将直接影响着对应Co2YZ/Al/Co2YZ叁层膜器件磁输运系数值的大小。(本文来源于《西南大学》期刊2016-04-01）
王伦舟[5]（2015）在《广义不确定性原理在电子自旋极化输运中的运用》一文中研究指出在本文中,我们应用广义不确定性原理下的量子理论,对铁磁体/绝缘体/铁磁体(//FMFIFM)磁性隧道结模型中的电子自旋极化输运性质进行了研究,并与通常量子理论下的结果进行比较。在理论计算中,我们忽略了铁磁层和绝缘层的界面对理论结果的影响,假设磁性隧道结叁个区域中电子的有效质量是相同的,并将中间绝缘层视作方势垒,采用Slonczewsik自由电子模型,利用量子隧穿的方法计算了隧穿电导和隧穿相位时间,分析了两种理论下分子场夹角、势垒宽度和势垒高度的变化对隧穿电导的影响,以及势垒宽度和入射电子能量的变化对隧穿相位时间的影响。理论计算的结果表明:1.广义不确定性原理下隧穿电导的极值点与通常量子理论下的结论是相同的,其最小值与通常量子理论的结果基本一致,而最大值则略小于通常量子理论的结果。同时广义不确定性原理下的隧穿电导的增大趋势也明显快于通常量子理论下的变化趋势,当两铁磁层分子场取向相反时,得到的隧穿电导值远大于通常量子理论的结果。2.当两铁磁层分子场取向相同时,两种理论下隧穿电导都随中间方势垒的宽度和高度的增加而呈指数级减小。两铁磁层分子场取向与中间绝缘层分子场平行时的两者变化规律基本相同,而当两铁磁层分子场取向与中间绝缘层分子场反平行时,在广义不确定性原理下,相同方势垒宽度下隧穿电导略大于通常量子理论的结果,相同方势垒高度下则略小于通常量子理论的结果。3.两种理论下透射相位时间都随着中间方势垒宽度增大而增大。相同势垒宽度下透射相位时间都随粒子入射能量的增加而减小,在低能区减小的趋势较慢,而在高能区减小的趋势变快,这说明低能区对电子的隧穿时间有着重要影响,但广义不确定性原理下,高能区透射相位时间的减小趋势是略快于通常量子理论的结果的。除此之外,在广义不确定性原理下,极化电子通过磁性隧道结的透射相位时间和反射相位时间并不相同,在低能区的差异较大,而在高能区的差异较小。(本文来源于《贵州大学》期刊2015-05-01）
王伦舟,龙超云,隆正文[6]（2015）在《广义测不准关系对电子自旋极化输运性质的影响》一文中研究指出基于广义测不准关系下的量子理论,研究了电子在FM/FI/FM构成的磁性隧道结中的输运过程中隧穿电导随两铁磁层磁矩与势垒分子场夹角的变化趋势。结果表明广义测不准关系下得到的隧穿电导的值与通常量子理论有很大不同,隧穿磁阻的最小值大于通常量子理论的结果,同时在分子场夹角θ1=0,θ2=π和θ1=π,θ2=0处,隧穿磁阻的值小于通常量子理论的值。(本文来源于《贵州大学学报(自然科学版)》期刊2015年01期）
李忞辉,徐中辉,陈宇光[7]（2014）在《阶梯型量子线中电子自旋极化输运性质的研究》一文中研究指出采用递归格林函数法研究了含Rashba自旋轨道耦合效应的阶梯型量子线中电子自旋极化输运性质.结果表明由于多阶梯结构量子线的纵向不对称性和Rashba自旋轨道耦合效应产生的势阱导致系统中出现了准束缚态,它与连续态耦合,从而使系统电导出现了Fano共振结构.进一步研究发现,随着共振腔长度的增加,系统电导的共振峰数目会增加,幅度也会增强.与单阶结构相比,多阶结构的极化电流更大,并且在特定能量区间出现了若干条禁带.这些效应说明所研究的体系有可能能用来设计自旋电子器件.(本文来源于《江西理工大学学报》期刊2014年05期）
吕晓玲[8]（2014）在《石墨烯体系中自旋及谷极化的电子输运性质》一文中研究指出石墨烯单层（graphene）是人类发现的首个真正单原子层厚度的二维晶体材料，由于其特殊的晶体结构和电子特性，近年来石墨烯一直是物理学及相关领域的热点研究对象。石墨烯是零带隙半导体，其导带和价带相接触于六角形布里渊区的两个不等价顶点，而传导电子的费米面对于电中性的石墨烯单层刚好位于其导带和价带的接触点（即：Dirac点）。该点附近的导价带结构呈现线性的色散关系，这导致了石墨烯费米面附近的电子行为可由无质量的相对论Dirac方程定量描述。我们将这两个不等价Dirac点附近的圆锥型的能带结构分别称为和谷，和谷的电子波函数均为二分量旋量，此二分量描述两套不等价的子晶格，分别称为A和B子晶格。这就意味着Dirac点附近的低能电子或空穴拥有除了自旋和坐标之外的两个特殊的自由度谷自由度和赝自旋自由度，前者对应着两个不等价的谷，即：和谷，而后者则对应着两套不等价的子晶格。在本论文中，我们从理论上研究了在石墨烯结构中实现自旋及谷极化的电子输运特性的几种途径，为操控石墨烯中电子的自旋及谷自由度提供了一些物理模型。本论文结构如下：第一章简单介绍了碳纳米管和石墨烯在纳电子器件方面的研究现状和应用前景。第二章介绍了石墨烯晶格和电子结构，以及在本论文中研究其电子特性所用的主要理论方法，其中包括紧束缚近似模型，Landauer-Büttiker公式和第一原理计算方案的基本内容。第叁章介绍了我们所建立的一个能实现自旋极化电子输运性质的石墨烯器件模型。运用密度泛函理论和非平衡态格林函数相结合的第一原理方法，我们计算了由两条宽度不同的armchair型石墨烯纳米条带构成的石墨烯纳米结的电子输运谱，发现该电子输运谱在Dirac点附近有明显的自旋极化效应，此自旋极化现象主要是由石墨烯zigzag边界处边缘态的反共振效应所引起的。另外，我们发现对宽度较大的石墨烯条带构成的石墨烯纳米结来说，这种自旋极化现象更明显。但是当zigzag边界上的原子数小于六个原子时，局域化边界态就会消失，那么自旋极化现象也随之消失。我们利用反共振机制对这些计算结果给出了合理的解释。第四章利用第一原理计算和理论推导研究了五八环线缺陷对石墨烯的电子结构和输运性质的调制作用。首先，在紧束缚模型下，得到了石墨烯线缺陷诱导的准一维电子态的解析形式，计算发现连接两个不等价谷之间的平带对应着局域在线缺陷附近的奇宇称边界态，此边界态与具有zigzag型边界的半无限石墨烯边缘态非常类似。除了这些奇宇称边界态，线缺陷周围还存在zigzag边界上所没有的偶宇称边界态，这些偶宇称边界态所形成的子带分别处在Dirac点附近、价带底和导带顶。当体带的带隙打开时，此偶宇称边界态子带仍然存在于带隙中，并且是有色散的，它可以承载沿着线缺陷方向的谷极化电流。其次，我们计算了线缺陷超晶格的能带结构和电子输运性质，通过计算发现各向异性的Dirac圆锥对最小电导率（Minimum conductivity）和次泊松散粒噪声（Sub-Poissonian shot noise）都会有显着的影响，从而导致线缺陷超晶格的这两个电子输运性质明显不同于普通石墨烯材料。最后，我们建立了能实现谷极化效应的石墨烯器件模型，此模型是将有限长度的线缺陷超晶格作为器件区，该器件区两侧连接普通石墨烯作为电极。通过计算其电子输运谱，发现此电子输运结构可实现明显的谷极化效应。第五章利用电子输运理论模型研究了Stone-Wales线缺陷对碳纳米管电子输运性质的调制作用。首先采用普通碳纳米管作为电极，中间散射区接入嵌有Stone-Wales线缺陷的碳纳米管，此器件几乎可以实现100%的谷极化电子输运，而且通过调节门电压可实现谷阀效应。另外，我们考察了实际散射势对谷过滤的影响，结果表明即使散射势的强度很大时，谷过滤效应仍然存在。空位相对更容易破坏谷过滤效应，但浓度控制在1.0%以下时，谷过滤效应还是非常明显的。这些结果表明Stone-Wales线缺陷主导的谷极化器件模型是切实可行的。第六章利用紧束缚模型讨论了双层石墨烯中固有边缘态与拓扑绝缘体的螺旋边界态之间的相互作用。结果表明在zigzag型双层石墨烯纳米条带中，由于这两种局域态之间的相互作用，拓扑绝缘体的螺旋边界态不再局域在拓扑绝缘体相的边界处，而是局域在没有自旋轨道耦合作用的纳米条带边缘。另外，拓扑绝缘体相两侧的螺旋边界态有相同的螺旋性，这与具有相反螺旋性的普通拓扑绝缘体边缘态的情况不同。当本征能量移过Dirac点时，这些边界态的螺旋性会发生改变。最后，我们在双层石墨烯中引入两条平行的线缺陷，结果表明局域在这两条线缺陷上的无带隙子带数目是不相等的。这是由于拓扑绝缘体相和线缺陷处的局域态之间的相互作用导致了对称破缺，这一结果不符合普通的Z2拓扑绝缘体的体边界对应规则。此结果表明拓扑绝缘体的螺旋边界态数目除遵从普适规律外，和具体材料的边界晶格结构也有一定关系。(本文来源于《吉林大学》期刊2014-06-01）
安兴涛,穆惠英,咸立芬,刘建军[9]（2012）在《量子点双链中电子自旋极化输运性质》一文中研究指出利用非平衡格林函数方法,研究了与单个量子点耦合的量子点双链中电子自旋极化输运性质.由于系统中Rashba自旋轨道耦合产生的自旋相关的相位,电子通过上下两种路径时,自旋不同的电子干涉情况不同,从而导致了电极中的自旋极化流.左右两电极间的偏压使单个量子点中的自旋积聚在很大能量区域内能够保持较大的值.由于系统结构的左右不对称,正负偏压下自旋积聚情况完全不同.这些计算结果将有助于实验上设计新型的自旋电子学器件.(本文来源于《物理学报》期刊2012年15期）
陈宇光,郑雁[10]（2011）在《窄—宽—窄形量子线的电子自旋极化输运性质》一文中研究指出本文对含Rashba自旋轨道耦合(spin-orbit coupling,SOC)的窄—宽—窄形量子线的电子自旋极化输运性质进行了理论研究。利用晶格格林函数法,计算出该量子线结构和SOC会产生势阱,进而使系统产生束缚态,导致该系统电导呈现Fano共振结构,在相应的自旋极化率中同时也出现了Fano共振或反共振。当自旋向上的电子极化入射时,在出射端会出现高达-0.99,0.99的自旋极化率;当系统结构参数变化时,自旋极化率会出现周期性变化或正弦变化。(本文来源于《南昌航空大学学报(自然科学版)》期刊2011年03期）
自旋极化电子输运论文开题报告
（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：
纳米与分子电子器件越来越受到人们的关注,许多低维纳米材料可以表现出一些微型电子器件的功能特性,比如碳纳米管、富勒烯、石墨烯、单分子磁体等。有些器件具有负微分电阻(NDR)效应,一些具有磁性的材料构成的器件能够产生自旋过滤(SFE)效应,当然还有最为常见的整流效应、以及开关效应等。本文中,我们利用基于第一性原理密度泛函理论(DFT)与非平衡格林函数(NEGF)相结合的计算方法,主要研究了低维碳基材料富勒烯、石墨烯这两种材料的电子及自旋极化输运性质。本论文主要包括以下几个部分:在第一章中,我们分别介绍了分子电子学和自旋电子学的研究背景,并对其产生以及近几年来的发展历程作了简单回顾。然后介绍了石墨烯和富勒烯的结构和性质。最后我们对本论文所研究的主要的内容作了简单总结。在第二章中,我们针对本论文中所采用的理论计算方法作了详细介绍。首先介绍了我们做理论计算时最常用的密度泛函理论方法,然后简要介绍了计算电子输运问题时采用的非平衡格林函数(NEGF)方法,最后详细介绍了我们所采用的基于密度泛函理论与非平衡格林函数相结合来处理分子器件电子输运性质的第一性原理计算的方法以及计算原子尺度电子输运问题时的基本物理公式,即Landauer-Büttiker公式。在第叁章中,我们采用第一性原理方法对BDC60分子的电子输运方面的性质进行了详细研究。计算了BDC60分子的电流-电压关系,分别讨论了不同大小的门电压对BDC60分子输运性质的影响。发现当加上门电压以后,BDC60分子可以产生整流特性,而在不加门电压的情况下体系没有整流效应出现。当加上不同大小的门电压时,体系的整流性能也不同。其原因是门电压可以通过调控分子能级来改变分子器件的电子输运性质。在第四章中,我们运用第一性原理方法探究了富勒烯二聚体分子Fe@C60的自旋极化输运性质。通过详细的计算,我们发现,当该结构从P自旋状态向AP自旋状态转化时,在较低偏压下表现出明显的磁致电阻效应。其原因是由于自旋反对称,Fe@C60笼子左半部分的PDOS峰与右半部分的PDOS峰在零偏压下不再重合,使得P自旋状态的电流远大于AP自旋状态的电流,产生较大的磁致电阻率。还可以观察到自旋过滤效应,并且P自旋状态时,自旋过滤效率达到了90%多。其原因是当施加外部偏压时,由于自旋向上和自旋向下的PDOS强度不同而引起自旋向上和自旋向下的电流大小不同,从而产生自旋过滤。随着偏压进一步增加,会出现负磁致电阻以及负自旋过滤现象。此外,该体系还具有负微分电阻效应,这是由体系中自旋向上的电流产生的。在第五章中,我们通过第一性原理方法深入探究了单分子磁体Mn(dmit)2连接在石墨烯电极上时体系的自旋极化输运性质。主要讨论了单磁体分子Mn(dmit)2两端的dmit配体在共面和垂直两种情况下时体系的电子性质以及自旋输运方面的特性。通过计算分析,发现当单磁体分子Mn(dmit)2两端的dmit配体处于共面构型时,通过其的电流表现出明显的自旋过滤效应,自旋过滤效率达到100%。而对于其垂直构型,通过其的电流几乎处于截止,导致电路处于不导通状态。这表明单分子磁体Mn(dmit)2可以用来设计自旋过滤器和自旋阀。此外,该器件还具有显着的整流效应、磁致电阻效应、以及NDR效应,这一研究结果为设计多功能高性能分子器件提供了重要参考。最后,我们对本论文作了简要总结和展望。
（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。
自旋极化电子输运论文参考文献
[1].王宇鹏.与二维电子气耦合的双量子点中的自旋极化输运[J].渤海大学学报(自然科学版).2019
[2].吴秋华.低维碳基材料的电子及自旋极化输运性质研究[D].济南大学.2016
[3].卜宁.基于石墨烯的超导结的自旋及谷极化电子输运性质[D].南京师范大学.2016
[4].李杨.密度泛函理论和非平衡格林函数方法对Co基Heusler合金磁电阻结界面特征及电子自旋极化输运的研究[D].西南大学.2016
[5].王伦舟.广义不确定性原理在电子自旋极化输运中的运用[D].贵州大学.2015
[6].王伦舟,龙超云,隆正文.广义测不准关系对电子自旋极化输运性质的影响[J].贵州大学学报(自然科学版).2015
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[10].陈宇光,郑雁.窄—宽—窄形量子线的电子自旋极化输运性质[J].南昌航空大学学报(自然科学版).2011