《基於分子量子點的自旋輸運理論研究》是依託華南師範大學，由王瑞強擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：基於分子量子點的自旋輸運理論研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：王瑞強
- 依託單位：華南師範大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
自旋電子學是開發自旋自由度套用的一門新型學科，其中以分子量子點為基礎的分子自旋電子學, 最近引起了人們的極大興趣。分子量子點參數的易控性使得大量的量子效應得以用人工的方法加以控制實現，這無論對基礎研究還是對潛在的套用都有著重要的價值。本項目擬研究的主要內容包括：（1），研究分子量子點機械振動、內部聲子模激發及各種多體效應等相關的自旋輸運理論，通過調控分子的各種關聯從而達到改善自旋極化度、操控自旋輸運的目的或利用自旋阻塞等相關自旋機制來調控機械運動。（2），研究大自旋磁性分子內部的磁各向異性相關的自旋極化輸運特性，從而在理論上設計出以磁性分子為基元的數據儲存和讀寫方案。（3），研究大自旋磁性分子內部的磁化量子隧穿相關的輸運性質，特別是涉及Kondo效應和Berry phase等相關的基礎理論。我們試圖在理論上豐富自旋電子學的同時探索一些新穎的輸運性質，為自旋電子器件的設計提供新思路。
結題摘要
低維量子系統中的電子輸運特性是凝聚態物理研究的重要領域，特別是以電子自旋為基礎的自旋電子學的研究更是成為研究的熱點。我們主要以分子量子點隧道結為研究對象，闡述了量子點的機械振動、內部聲子模激發、電子-電子互作用以及磁性分子內稟自旋對自旋輸運的影響，揭示了不同微觀物理機制在自旋輸運中的作用。 我們實現了多種量子效應，比如自旋阻塞，庫侖阻塞，近藤效應，shuttlle 輸運，自旋量子隧穿等，這些量子效應的存在顯著甚至決定性地影響著自旋輸運特性。我們採用包括外加電場、磁場、光及熱電等各種方法，從多個方面來改變各種不同的微觀機制，從而達到調控和改善自旋輸運的目的。反過來，我們也可以通過對電子輸運特性和熱電係數的測量來間接地探測聲子模激發頻率、磁性分子內部各向異性磁參數及隧穿耦合參數等。另外，我們還對石墨烯體系中的狄拉克電子的輸運特性做了深入的研究，重點闡述了類霍爾效應和P-N結構中的電子輸運特性。這些研究是自旋電子學的基礎研究，研究結果不但能豐富自旋電子學的基礎理論，而且對以自旋為基礎的數據儲存和讀寫方案提供有力的依據，為自旋電子器件的設計提供新思路。
