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研究生： 劉佩琪
Pei-Chi Liu
論文名稱： Rashba系統裡位壘穿隧的分析
analysis of barrier tunneling in a Rashba system
指導教授： 張明哲
Chang, Ming-Che
學位類別： 碩士
Master
系所名稱： 物理學系
Department of Physics
論文出版年： 2005
畢業學年度： 93
語文別： 中文
論文頁數： 55
中文關鍵詞： 位壘穿隧
英文關鍵詞： Rashba, barrier, tunneling
論文種類： 學術論文
相關次數： 點閱：306  下載：9 
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    • Rashba spin-orbital coupling發生於二維的三五族半導體系統中,是由於自旋-軌道偶合與缺乏空間反轉對稱所造成的,使得電子依自旋方向可分為兩個態λ+與λ-,所以我們將電子束縛於x-y平面，形成二維電子氣（2DEG），並以某角度射向有限位壘（V）。位壘內外皆有Rashba coupling的作用，位壘內外的Rashba coupling constant皆為α,計算分析當電子以λ-態對位壘穿隧時,位壘內共振的情形與電子對位壘的穿透率,反射率。

    目錄 第一章 緒論 1-1 電子元件的發展歷程……………………………………………1 1-2 Spintronics（自旋電子學）的簡單介紹……………………………2 1-2-1 產生自旋極化電流的方法…………………………………3 1-2-2 控制自旋方向以延長Spin Relaxation time與Spin Dephasing time的機制………………………………………………………………6 1-2-3 自旋電子學元件………………………………………………11 1-2-4 自旋偏極化場效應電晶體（spin-polarized field-effect transistor） 1-2-4-1 電光調制器與自旋電晶體的原理與對應…………………13 1-2-4-2 關於傳統電晶體與自旋電晶體的比較與自旋電晶體的優點………………………………………………………………………16 第二章 背景，原理與模型 2-1 沒有spin-orbit coupling作用的電子對位壘的穿隧………………18 2-2 有Rashba spin-orbit coupling作用的二維電子氣的平面波與無限位壘的作用…………………………………………………………22 2-3 有Rashba spin-orbit coupling作用的二維電子氣的平面波對有限位壘的穿隧效應……………………………………………………25 2-4 消散波（evanescent wave）的討論……………………………28 第三章 計算結果與分析 3-1位壘寬度接近於電子波的波長的情形……………………………32 3-2 位壘寬度接近於電子波的波長的三倍的情形…………………37 3-3 穿透率與反射率對電子能量，入射角的關係……………………43 3-4 電子由行進波進入消散波與能量並電子入射角的關係………49 3-5 入射波為λ+態的情況……………………………………………50 3-6 結論………………………………………………………………52 參考資料………………………………………………………………54

    參考資料：
    【1】研究發展處電子報－自旋電子學，一門新興的奈米科技與發展
    【2】張慶瑞「新世紀的電子傳輸方式」 自然科學簡訊第十二卷第四期 p.138~p.141
    【3】Gary A. Prinz “SPIN-POLARIZED TRANSPORT” PHYSICS TODAY（April 1995）
    【4】Igor Zutic, Jaroslav Fabian, S. Das Sarma “ Spintronic : Fundamentals and applications” REVIEWS OF MODERN PHYSICS,VOLUME 76, April 2004
    【5】sciscape.org科景電子報
    【6】陳穗斌、張慶瑞「自旋相關碰撞之電子傳輸描述」物理雙月刊廿六卷四期p.577~581
    【7】David D. Awschalom , Michael E. Flatte , Nitin Samarth Scientific American, june 2002,p.67~73
    【8】Supriyo Datta and Biswajit Das, Appl. Phys. Lett. 56（7）,12 （1990）
    【9】Eisberg Resnick, QUANTUM PHYSICS OF ATOMS, MOLECULES, SOLIDS, NUCLEI, AND PARTICLES
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    【11】Phillip F. Schewe and Ben Stein, American Institute of Physics,（2000/02）
    【12】Semiconductor Spintronics and Quantum Computation, edited by D. D. Awschalom, D. Loss, and N. Samarth, in the series Nanoscience and Technology (Springer, Berlin, 2002)
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    【14】P. R. Hammar and M. Johnson, Appl. Phys. Lett. 79, 2591（2001）
    【15】A. T. Hanbicki, B. T. Jonker, G. Itskos, G. Kioseoglou, and A. Petrou, Appl. Phys. Lett. 80,1240（2002）
    【16】V. F. Mostnyi, V. I. Safarov, J. De Boeck, J. Das, W. van Roy, E. Goovaerts, and G. Borghs, cond-mat/0110240
    【17】G. Schmidt, D. Ferrand, L. W. Molenkamp, A. T. Filip, and J. van Wees, Phys. Rev. B 62, R4790（2000）
    【18】E. I. Rashba, Phys. Rev. B 62, R16267（2000）
    【19】M. M. Glazov, P. S. Alekseev, M. A. Odnoblyudov, V. M. Chistyakov, S. A. Tarasenko, and I. N. Yassievich,arXiv:cond-mat/0410198v1（2004）

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