電子同時(shí)具有電荷和自旋雙重自由度。對(duì)電子電荷自由度的電學(xué)調(diào)控是現(xiàn)代電子學(xué)的基礎(chǔ)。基于電荷基本屬性的應(yīng)用,快速發(fā)展出成熟的電子技術(shù),是第三科技革命熱潮的重要引擎之一。然而,對(duì)電荷基本屬性的應(yīng)用也遭受一些無(wú)法避免,亦無(wú)法克服的困擾。電荷-電荷相互作用一般在幾百個(gè)毫電子伏特,就這決定了需要更高的能量去調(diào)控它們之間的相互作用,一般會(huì)導(dǎo)致較大的熱損耗,造成大量的資源浪費(fèi)。相反地,電子的自旋-自旋相互作用一般在幾個(gè)毫電子伏特之內(nèi),對(duì)外場(chǎng)響應(yīng)快,損耗更低。因而,基于自旋自由度而設(shè)計(jì)的電子器件,是實(shí)現(xiàn)更高密度、更高速度和更低功耗的信息存儲(chǔ)與處理的更佳選擇。自旋電子學(xué)正是基于電子自旋自由度而發(fā)展起來(lái)的一門(mén)新興學(xué)科,它主要研究?jī)?nèi)容涵蓋自旋的產(chǎn)生、維持和調(diào)控,自旋的長(zhǎng)程輸運(yùn)及探測(cè)。 自旋的產(chǎn)生和維持方面,自旋有序使材料呈現(xiàn)宏觀可觀測(cè)磁性。磁性半導(dǎo)體因同時(shí)具有半導(dǎo)體性和磁性而備受關(guān)注。然而,隨著溫度增大,自旋熵增加,自旋無(wú)序度增強(qiáng),自旋序遭到破壞,體系的宏觀磁性逐步猝滅。雖然磁性半導(dǎo)體技術(shù)歷經(jīng)多個(gè)階段的發(fā)展,但其居里溫度一直不高,成為半導(dǎo)體磁性材料應(yīng)用前的一大瓶頸。2005年《Science》雜志提出了當(dāng)今科學(xué)...

【文章頁(yè)數(shù)】：103 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 理論方法簡(jiǎn)介
    1.1 理論基礎(chǔ)
        1.1.1 基于密度泛函理論的基態(tài)性質(zhì)計(jì)算方法
        1.1.2 基于格林函數(shù)的電子輸運(yùn)計(jì)算的理論方法
        1.1.3 勢(shì)能面最小值的搜索方法
    1.2 本論文的主要研究?jī)?nèi)容
    參考文獻(xiàn)
第2章 可偏壓調(diào)控的一維自旋序
    2.1 電控磁性的研究進(jìn)展
    2.2 計(jì)算細(xì)節(jié)
    2.3 結(jié)果與討論
    2.4 小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第3章 二維層狀材料中自旋有序態(tài)的設(shè)計(jì)
    3.1 研究背景
        3.1.1 磁性半導(dǎo)體研究現(xiàn)狀
        3.1.2 MoS₂研究現(xiàn)狀
    3.2 計(jì)算細(xì)節(jié)
    3.3 結(jié)果與討論
    3.4 小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第4章 寬通道自旋半金屬的理論設(shè)計(jì)
    4.1 研究背景
    4.2 計(jì)算細(xì)節(jié)
    4.3 結(jié)果與討論
    4.4 小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
全文總結(jié)及展望



本文編號(hào)：4012294