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研究生:林佩君
研究生(外文):Pei-Chun Lin
論文名稱:介觀量子點之D''yakonovPerel''的自旋弛豫研究
論文名稱(外文):D''yakonov Perel'' Spin Relaxation in Mesoscopic Quantum Dots
指導教授:牟中瑜張正宏張正宏引用關係
學位類別:碩士
校院名稱:國立清華大學
系所名稱:物理學系
學門:自然科學學門
學類:物理學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2004
畢業學年度:92
語文別:英文
論文頁數:32
中文關鍵詞:自旋量子點弛豫半導體
外文關鍵詞:spinquantum dotsrelaxationsemiconductor
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這篇論文主要探討了對相同面積下各種不同邊長比例和各種不同邊界性質的量子點的D''yakonov-Perel''自旋弛豫值。對於不同邊長比例的量子點,我們更深入探討兩種不同的邊界性質:完全光滑和完全粗糙的。而應用在論文研究的主要方法為半古典的路徑積分數值模擬法,內容概要是這樣的:在第一章中,我們探討了論文研究的緣由,並對這篇論文作了簡單初步的介紹。接著在第二章中,我們推導出一些論文相關的實用公式。作法是由一些基本的有關Rashba的自旋軌道交互作用推導,再利用半古典的路徑積分理論延伸,從而得到具有Rashba的自旋軌道交互作用的電子在二維自由空間的能量的本徵值及本徵態。在第三章,我們解釋論文中數值模擬的方法,分別使用不同的自旋軌道耦合能量來測量,並實際說明了自旋弛豫極化的過程及最後的結果。在第四章,我們將第三章的光滑面改為完全粗糙面,用第三章同樣的方法來操作。在第五章,我們分別探討了單顆電子不同軌跡的自旋演化結果,這樣的結果有助於我們瞭解在第三章和第四章所得到的終結自旋極化值為正的原因。在第六章,我們則對論文的結果作了一番討論並導引出一些結論。主要有:我們發現具有完全光滑邊界的量子點有較慢的自旋弛豫。除此之外,在所有的同樣邊界性質的量子點中,正方形的量子點具有最大的終結自旋極化值。因此我們可以說明,在本文所提到的所有量子點系統中,正方形的量子點是最佳的自旋資訊儲存系統。
This thesis studies the D''yakonov-Perel'' spin relaxation in various rectangular quantum dots with different side length ratios of the same area. The boundaries include smooth and rough cases. The method used was semiclassical path integral simulation. In Chapter 1, a brief introduction for the thesis is given. Thereafter, Chapter 2 derives some useful formulas for this study. It begins with the fundamental theory for classical spin evolution induced by the Rashba SOI and its semiclassical
version in path integral formalism and followed by the eigenstates and the eigenvalues of the Hamiltonian with Rashba SOI in the 2D free space. Chapter 3 explains our simulation method and demonstrates the spin polarization relaxation scenarios and their final residual polarization values in different spin-orbit coupling strengths in smooth systems. Chapter 4 extends the study from smooth systems to rough systems. In Chapter 5, the properties of the spin evolution along individual trajectories are studied. The result helps us understand the positive residual spin polarization in chapters 3 and 4. In Chapter 6 some discussions and conclusions are given. We found that the smooth boundary systems have a slower spin relaxation. Furthermore, the square quantum dot has a largest residual spin polarization. Therefore, among all smooth rectangular quantum dots of the same area, the smooth square is the best system for spin information storage.
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Phys. Rev. B 68, 125329 (2003); D. M. Zumbhl, J. B. Miller, C. M.
Marcus, K. Campman, and A. C. Gossard, Phys. Rev. Lett. 89, 276803
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2. 【50】 彭瑞麟、顏聰、郭清吉,2002,“由大岡山北嶺加壓站配水池工程模板支撐倒塌檢討棚架式模板支撐之安全性”,勞工安全衛生研究季刊,第十卷,第三期,pp.252-271。
3. 【31】 顏聰,林宜清,黃玉麟,陳豪吉,蔡慰龍,巫昆霖,彭瑞麟,陳惠發,1995,“鋼管支撐架承受非對稱荷重及側向位移之研究”,勞工安全衛生研究季刊,第三卷,第一期,pp.51-69。
4. 【28】 顏聰、彭瑞麟、陳惠發、潘德恩、陳紹禮,1996,“鋼管鷹架之應用及其模板支撐破壞模式之探討”,營建知訊,158期,pp.13-22。
5. 【26】 顏聰,林宜清,黃玉麟,彭瑞麟,蔡慰龍,1997,“鋼管鷹架模板支撐在偏心載重作用下之承載力”,中國土木水利工程學刊,第九卷,第四期,pp.655-663。
6. 【25】 顏聰,彭瑞麟,林宜清,陳豪吉,耿彥偉,1999,“鷹架模板系統使用木支撐之承載力”,中國土木水利工程學刊。
7. 【14】 楊永斌,高健章,呂良正,張國緯,吳世雄,杜偉民,1995,“模板倒塌預警系統研究—模板支撐架縮小模型之自然頻率量測及理論分析”,行政院勞工委員會勞工安全衛生研究季刊。
8. 【5】 彭瑞麟、顏聰、林宜清,1995,“由新竹科學園區嘉畜新廠施工架倒塌意外談國內鋼管施工架之施工安全”,現代營建,191期,pp.27-35。