铁磁电极单层二硫化钼纳米带量子结构中的自旋开关效应和巨磁阻

采用三带紧束缚模型和非平衡格林函数的方法理论研究了铁磁电极单层之字形二硫化钼纳米带量子结构中的自旋电子输运性质.结果发现,由于铁磁电极的磁交换作用与散射区域电场共同影响,可获得能量依赖的100%自旋极化,得到纯的自旋流.这表明在该结构通过调控入射能可以实现自旋电子开关效应.此外,还发现当电导完全自旋极化时,磁交换场强度可以对巨磁阻效应进行有效的调控.该工作可为基于单层二硫化钼纳米带设计巨磁阻器件以及自旋过滤器提供理论参考.

结构对称性对双量子点干涉仪中量子输运的影响

采用非平衡格林函数方法求解量子输运过程，探讨结构对称性对双量子点干涉仪中量子输运的影响，结果表明，调节点一导线间耦合，导致双量子点干涉仪结构对称性和电子传输路径不同，使得电子隧穿并联双量子点结构呈现出一系列的新奇特性。当点一导线间的耦合强度不同，两量子点中阶梯状的平均电子占据数的分离程度不同，且两台阶的平缓程度也不同，证明了结构决定性能，也为设计可控量子器件提供一个理论依据。

基于石墨烯材料的太赫兹波探测器研究进展

太赫兹波具有瞬态性、宽带性、穿透性和低能性等一系列独特性质,使其在材料研究、信息传递、环境检测、国防安全、医疗服务等方面展现了非常广阔的应用前景。作为该领域应用的关键,太赫兹探测器得到科研人员极大的重视。一般来讲,探测器的性能很大程度上依赖于基质材料的特性。石墨烯具有2个非常重要的优势,一是石墨烯具有线性能带结构,使得能够吸收太赫兹波;二是石墨烯具有超高载流子迁移率,能够进行超快探测。因此,石墨烯基有望成为太赫兹频段新一代高性能探测器的基质材料。详细综述了近几年关于石墨烯基太赫兹探测器的发展状况。

半导体薄膜场发射中的膜厚影响

考虑到薄膜中的电子散射,发展与完善了现有的场发射F-N(Fowler-Nordheim)模型,理论研究了不同厚度的半导体薄膜对其场发射性能的影响。结果表明:薄膜厚度对场发射性能的影响是非常显著的,随着薄膜厚度的增加,将相继出现极差膜厚值与最佳膜厚值,理论计算很好地验证了已有的实验结果;并进一步理论分析了半导体薄膜场发射性能随膜厚变化行为的物理实质,其可能来源于有效隧穿势垒面积的改变及电流密度在薄膜中的散射衰减。

光子动量-偏振两自由度逻辑Bell态测量

量子逻辑编码是提高量子系统抗噪声能力的一种有效方法.相较于单自由度多光子逻辑编码方式,单光子多个自由度的逻辑编码方式更为简洁且能够节约光子资源.本文利用线性光学元件提出了两种光子动量-偏振两自由度逻辑Bell态测量方案:辅助W态的逻辑Bell态测量方案和自辅助逻辑Bell态测量方案.在第一个方案中,通过辅助四光子W态对两光子的两个自由度同时进行宇称测量,并根据光子探测器的响应情况得到偶宇称逻辑Bell态的测量结果,成功率为12.5%.在第二个方案中,利用简单的线性光学元件和光子探测器能够从四个逻辑Bell态中完全区分出两个偶宇称逻辑Bell态,且成功率提高为50%.相较于非线性光学方案,这两种基于线性光学的逻辑Bell态测量方案更加容易实验实现,因此在量子通信中有非常重要的应用.

半导体超晶格系统中的磁电调控电子自旋输运研究

通过采用转移矩阵方法求解自旋电子隧穿过程,理论研究了半导体超晶格系统中电子自旋输运的磁电调控行为.结果表明:仅对超晶格系统施以磁调制,隧穿系数将出现自旋分裂,随磁场增强,电导自旋极化率变大且展宽于费米能区;若选取不变磁场情况,同时施以间隔周期电场调制,超晶格的电子极化率将有更为显著地提高.进一步发现,随电场强度的改变,电子自旋输运行为显然存在两个明显不同区域,下自旋电子将在不同调制区域表现为不同的变化趋势.然而,若对周期磁超晶格施加间隔两周期的电调制,自旋电导输运的临界行为消失,电导极化率在高能区的共振峰趋向消失.这也说明超晶格系统的对称性将可能对其磁电调控自旋输运行为产生重要影响.