Semiklassische Theorie des spinabhängigen Transports in Nanostrukturen

纳米结构中自旋相关输运的半经典理论

• 批准号: 5219582
• 负责人: Professor Dr. Matthias Brack
• 金额: --
• 依托单位: Institut für Theoretische Physik
• 依托单位国家: 德国
• 项目类别: Research Units
• 财政年份: 1999
• 资助国家: 德国
• 起止时间: 1998-12-31 至 2005-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/5219582?language=en
• 关键词: Semiklassische; Theorie; des; spinabh; ngigen

Semiklassische Methoden zur Beschreibung von mikroskopischen Systemen (z.B. Kernen, Atomen) bieten gegenüber der quantenmechanischen Behandlung den Vorteil einer größeren Anschaulichkeit und erlauben durch ihren direkten Bezug zu Größen der klassischen Mechanik oft ein tiefergehendes Verständnis der physikalischen Zusammenhänge. Gleichzeitig benötigen sie einen wesentlich geringeren numerischen Aufwand als das explizite Lösen der Schrödingergleichung. Für mesoskopische Systeme ist die Theorie der klassischen Bahnen ("periodic orbit theory", POT) von Gutzwiller auch bereits erfolgreich eingesetzt worden; allerdings bisher ohne explizite Berücksichtigung des Spins der Elektronen. Um die Vorteile der POT für Ferromagnet-HalbleiterNanostrukturen nutzbar zu machen, ist zunächst ihre konzeptionelle Erweiterung um die Spinfreiheitsgrade notwendig. In einer ersten Entwicklungsphase des Projektes soll eine semiklassische Spurformel für Systeme mit spinabhängigen Potentialen hergeleitet werden, welche die Zustandsdichte durch Eigenschaften von periodischen Bahnen des klassischen Systems ausdrückt. Damit sollen dann statische Eigenschaften nanoskopischer Systeme (Bindungsenergie, Polarisierbarkeit, magnetische Suszeptibilität) berechnet und deren Abhängigkeit von der Spin-Bahn-Wechselwirkung oder einer Spinpolarisation der Elektronen untersucht werden.Im zweiten Schritt soll die semiklassische Transporttheorie, d.h. die Berechnung der Leitfähigkeit in linearer Antwort-Theorie, um den Spin-Freiheitsgrad erweitert werden. Damit können dann Magnetotransportrechnungen (auch von polarisierten Elektronen) unter Berücksichtigung der Spin-Bahn-Wechselwirkung durchgeführt werden. Aufgrund ihrer Effizienz sollten die semiklassischen Methoden eine Berechnung der Magneto-Leitfähigkeit von Elektronen in lateralen Übergittern erlauben, die bei vertretbarem numerischem Aufwand eine sehr viel höhere Magnetfeld-Auflösung erreicht als die quantenmechanische Berechnung. Dies könnte wichtig werden, um die Spin-Effekte in den Transportgrößen zu verifizieren.

半经典的微结构系统设计方法（z.B. Kernen，Atomen）bieten gegenüber der quantenmechanischen Behandlung den Vorteil einer größeren Anschaulichkeit und erlauben durch ihren direkten Bezug zu Größen der klassischen Mechanik often ein tiefergehendes Verständnis der physikalischen Zusammenhänge. Gleichzeitig benötigen sie einen wesentlich geringeren numerischen Aufwand als das explizite Lösen der Schrödingergleichung. Für mesoskopische Systeme ist die Theorie der klassischen Bahnen（“periodic orbit theory”，POT）von Gutzwiller auch bereits erfolgreich eingesetzt沃登; alldings bisher ohne explanizite Berücksichtigung des Spins der Elektronen.在用于铁磁半导体纳米结构的罐的涡流中，它使其具有良好的旋转性能。在一个第一次开发项目中，一个半经典的Spurformel für Systeme mit spinabhängigen Potentialen hergeletet韦尔登，将Zustanskte durch Eigenschaften von periodischen Bahnen des klassischen Systems ausdrückt。纳米自旋系统的静态本征系统（束缚能、极化能、磁悬浮）的计算和自旋轨道的相互作用或电子自旋极化的韦尔登。在线性蚂蚁理论中，我们可以看到自由旋转的韦尔登。Damit können dann Magnetotortransportrechnungen（auch von polarisierten Elektronen）unter Berücksichtigung der Spin-Bahn-Wechselenkung durchgeführt韦尔登.随着其效率的提高，解决了半经典方法中的一种横向磁感应电子束的传递问题，这种方法在数值模拟中得到了广泛的应用，其中磁感应电子束的传递是量子力学的传递。这些韦尔登效应在运输过程中会得到验证。