11887

11887

ترابرد وابسته به اسپين الكترون در آرايه حلقوي نقاط كوانتومي

دكتري

فيزيك

تير1392

تير1392

دكتر ادريس فيض آبادي - دكتر مهدي اسماعيل زاده

چكيده در اين پژوهش اثر حضور ناخالصي مغناطيسي و برهم¬كنش اسپين-مدار راشبا بر ترابرد اسپيني الكترون در حلقه كوانتومي و آرايه حلقوي نقاط كوانتومي بررسي شده است. با كمك روش موجبر در حلقه كوانتومي در حضور دو ناخالصي مغناطيسي رسانش اسپيني را بررسي كرده و نشان داده¬ايم سيستم مي¬تواند بعنوان وارونگر اسپين عمل كند. سپس برهم¬كنش اسپين-مدار راشبا را در حلقه مطالعه كرده¬ و نشان داده¬ايم حلقه كوانتومي بعنوان فيلتر اسپيني عمل مي¬كند. اثرات وجود برهم¬كنش الكترون با ناخالصي مغناطيسي و برهم¬كنش اسپين-مدار راشبا در آرايه حلقوي نقاط كوانتومي از ديگر موارد بررسي شده در اين پژوهش است. با كمك تابع گرين ترابرد اسپيني در آرايه حلقوي سه نقطه كوانتومي را بررسي كرده¬ايم. يكي از نقاط تحت برهم¬كنش راشبا قرار داشته به ورودي و دو نقطه ديگر مغناطيسي بوده به خروجي¬ها وصلند. نشان داده¬ايم، اگر الكترونها با حالتهاي اسپيني متفاوت وارد حلقه شوند، هر حالت اسپيني از يكي از خروجي¬ها عبور مي¬كند. ناخالصي¬هاي مغناطيسي نيز جريان اسپيني قابل تنظيمي در خروجي ايجاد مي¬كنند. در يك بررسي كامل¬تر حلقه¬اي از چهار نقطه كوانتومي با دو رابط را درنظر گرفته¬ايم. دو نقطه كوانتومي مغناطيسي بوده و ممان¬هاي آن¬ها نسبت به راستاي Z منحرف شده¬اند. يكي از دو نقطه غيرمغناطيسي، تحت برهم¬كنش اسپين-مدار راشبا قرار دارد. قطبش اسپيني محاسبه و نشان داده شده اگر الكترونهاي اسپين قطبيده به سيستم تزريق شوند، در حضور ناخالصيهاي مغناطيسي و با استفاده از پارامترهاي كنترلي، مي¬توان قطبش اسپيني الكترون¬ها را در خروجي تنظيم نمود. از ديگر مباحث در اين پژوهش، بررسي تجمع اسپين در نقاط كوانتومي¬است. يك آرايه حلقوي از چهار نقطه كوانتومي كه دو نقطه واقع در محل اتصال رابطها با حلقه مغناطيسي هستند درنظر گرفته¬ايم. نتايج نشان مي¬دهند نقاط كوانتومي مغناطيسي در نقاط غيرمغناطيسي انباشت اسپيني القا مي¬كنند. اين انباشت با برهم¬كنش كولمبي افزايش مي¬يابد. با تعبيه¬ پتانسيل گيت روي نقاط غيرمغناطيسي و شار مغناطيسي درون حلقه، انباشت اسپيني در اين نقاط قابل تنظيم است. در پايان اثر برهم¬كنش كولمبي بر رسانش اسپيني حلقه كوانتومي دوگانه در حضور برهم¬كنش راشبا را بررسي كرده¬ايم. نشان داده¬ايم، اگر ولتاژ باياس به اندازه كافي بزرگ باشد، برخلاف طيف رسانش، جريان عبوري الكترون¬ها از سيستم در اثر برهم¬كنش كولمبي تغيير نمي¬كند. همچنين نشان داده¬ايم، سيستم مي¬تواند به¬عنوان گيت¬هاي منطقي AND و NOR رفتار كند. واژه‌هاي كليدي: حلقه كوانتومي، نقطه كوانتومي، اسپينترونيك، برهم¬كنش اسپين-مدار راشبا، ناخالصي مغناطيسي