低维体系中自旋序的设计与调控

发布时间：2024-11-20 20:17

　　电子同时具有电荷和自旋双重自由度。对电子电荷自由度的电学调控是现代电子学的基础。基于电荷基本属性的应用,快速发展出成熟的电子技术,是第三科技革命热潮的重要引擎之一。然而,对电荷基本属性的应用也遭受一些无法避免,亦无法克服的困扰。电荷-电荷相互作用一般在几百个毫电子伏特,就这决定了需要更高的能量去调控它们之间的相互作用,一般会导致较大的热损耗,造成大量的资源浪费。相反地,电子的自旋-自旋相互作用一般在几个毫电子伏特之内,对外场响应快,损耗更低。因而,基于自旋自由度而设计的电子器件,是实现更高密度、更高速度和更低功耗的信息存储与处理的更佳选择。自旋电子学正是基于电子自旋自由度而发展起来的一门新兴学科,它主要研究内容涵盖自旋的产生、维持和调控,自旋的长程输运及探测。 自旋的产生和维持方面,自旋有序使材料呈现宏观可观测磁性。磁性半导体因同时具有半导体性和磁性而备受关注。然而,随着温度增大,自旋熵增加,自旋无序度增强,自旋序遭到破坏,体系的宏观磁性逐步猝灭。虽然磁性半导体技术历经多个阶段的发展,但其居里温度一直不高,成为半导体磁性材料应用前的一大瓶颈。2005年《Science》杂志提出了当今科学...

【文章页数】：103 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 理论方法简介
    1.1 理论基础
        1.1.1 基于密度泛函理论的基态性质计算方法
        1.1.2 基于格林函数的电子输运计算的理论方法
        1.1.3 势能面最小值的搜索方法
    1.2 本论文的主要研究内容
    参考文献
第2章 可偏压调控的一维自旋序
    2.1 电控磁性的研究进展
    2.2 计算细节
    2.3 结果与讨论
    2.4 小结
    参考文献
第3章 二维层状材料中自旋有序态的设计
    3.1 研究背景
        3.1.1 磁性半导体研究现状
        3.1.2 MoS₂研究现状
    3.2 计算细节
    3.3 结果与讨论
    3.4 小结
    参考文献
第4章 宽通道自旋半金属的理论设计
    4.1 研究背景
    4.2 计算细节
    4.3 结果与讨论
    4.4 小结
    参考文献
全文总结及展望



本文编号：4012294