بخشی از مقاله
چکیده
در این مقاله، آرایهاي دو بعدي شامل سه رشته از نقاط کوانتومی به هم پیوسته را توسط یک فرآیند بازبهنجارش به یک زنجیره یک بعدي تبدیل میکنیم و سامانهاي متشکل از زنجیرهاي از نقاط کوانتومی با انرژيهاي جایگاهی باز بهنجار شده را مدل سازي کرده و دو انتهاي آن را در حضور یک میدان مغناطیسی به الکترودهاي فلزي متصل مینمائیم. در این پژوهش با استفاده از رهیافت تابع گرین تعادلی و فرمولبندي لانداور- بوتیکر، خواص ترابرد وابسته به اسپین از طریق سامانه فوق، بررسی میشود. همچنین قطبش اسپینی سامانه را در حضور میدان مغناطیسی بررسی میکنیم. نتایج به دست آمده نشان میدهد که در این حالت سهم توزیع الکترونهاي اسپین بالا و الکترونهاي اسپین پایین در تابع گسیل و قطبش وابسته به اسپین از یکدیگر جدا میشود، بطوریکه با افزایش شدت میدان مغناطیسی، این جداشدگی نیز افزایش مییابد.
مقدمه
اخیراً توجه زیادي به درك شیوههایی شده است که در آنها مطالعه خواص منحصر به فرد نانوساختارها در قطعات اسپینترونیک مورد نظر است، به این صورت که درجه آزادي اسپینی الکترون به عنوان اساس عملکرد آنها مورد استفاده قرار میگیرد. یکی از ویژگیهاي طبیعی این قطعات، ارتباط مستقیم بین رسانندگی و ویژگیهاي گسیل مکانیک کوانتومی است، که به آنها اجازه میدهد به عنوان یک ابزارتماماً الکتریکی براي تولیدو تشخیص توزیعهاي اسپین- قطبیده حاملها استفاده شوند.
نقاط کوانتومی نانو ساختارهایی هستند که در آنها الکترون در همه ابعاد فضا محدود میشود. کوانتیده شدن انرژي و بار نیز از این محدودیت ناشی میشود. نقاط کوانتومی نانوساختارهایی مشتمل بر تنها چند صد اتم هستند. نقاط کوانتومی دستهي منحصربهفردي از نیمرساناها به شمار می روند. اهمیت نیمرسانا بودن نقاط کوانتومی در این است که رسانایی الکتریکی این مواد را میتوان با محرك هاي خارجی مانند میدان الکتریکی یا تابش نور تغییر داد. از نقاط کوانتومی میتوان به عنوان نانو ساختارهاي مغناطیسی نیز براي اسپینترونیک استفادههاي کرد.
یکی از روش رسیدن به جریان اسپین- قطبیده استفاده از یک فیلتر اسپینی است که میتواند جریان را تا %100 قطبیده کند. هنگام عبور جریان غیرقطبیده اسپینی از یک سد پتانسیل مغناطیسی، به دلیل شکافتگی تبادلی سد فرومغناطیس، الکترونهایی با اسپین بالا و اسپین پایین نسبت به هم با ارتفاع سدهاي متفاوت مواجه میشوند که باعث اختلاف در تابع کار اسپینهاي بالا و پایین در سد تونلی میشود.
جریان تونلی که از لایه نازك فرومغناطیس میگذرد به دلیل این اختلاف ارتفاع تنها به اسپینهاي با جهت خاص اجازه عبور می- دهد، در نتیجه الکترونهاي با یک جهت اسپینی خاص نسبت به الکترونهاي با جهت اسپینی دیگر به راحتی میتوانند بدون پراکندگی از میان سد فرومغناطیس تونل بزنند بطوریکه بعد از فرایند تونلزنی میتوان شاهد یک جریان با قطبش اسپینی معین باشیم که به این اثر، فیلتر کردن یا جداسازي اسپینی میگویند. در کار حاضر، نشان میدهیم که میتوان از پیکربندي معینی از نقاط کوانتوي در حضور میدان مغناطیسی براي طراحی یک فیلتر استفادهاسپینی کرد.
