多端相互作用系统中纯自旋流的理论研究

自旋极化输运是自旋电子学的理论基础之一。如何得到完全自旋极化的电流或者纯自旋流一直是自旋极化输运的中心问题。本项目将利用电子和空穴所带电性相反的性质，来得到没有电荷流的纯自旋流。设计出能产生纯自旋流的多端理论模型，该模型将利用超导材料来实现Andreev反射，从而引入空穴。调节相关参数，使某一端没有一种自旋取向的电子流和空穴流，流出的另一种自旋取向的电子和空穴数量相等（无流入），从而得到没有电荷流的纯自旋流。一般的理论研究方法对电子间的库仑相互作用的处理较困难，所以通常忽略该相互作用。Bing Dong等人建立的量子率方程方法可以简化对该相互作用的处理，从而将该相互作用考虑进来，这更加符合现实情况。本项目将此量子率方程方法加以推广，推导出能够求解Andreev反射的量子率方程方法，并利用该理论方法来研究本项目的内容。本项目还将从理论上，对如何利用外场等方法来实现对纯自旋流的操控进行研究。