6、全电自旋阀的潜在应用与四栅量子点接触结构研究-优快云博客

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全电自旋阀的潜在应用与四栅量子点接触结构研究

1. 量子点接触（QPC）的磁滞与电导异常

非平衡格林函数（NEGF）模拟显示，具有线性自旋轨道耦合（LSOC）的量子点接触（QPC），其电导曲线在正向和反向扫描公共栅极电位$V_{sweep}$时有所不同。根据QPC的尺寸和偏置条件，正向和反向$V_{sweep}$的电导曲线可能呈现单个或多个磁滞回线。只有当电子 - 电子相互作用足够强且QPC足够长时，才会出现磁滞现象。磁滞回线的形状取决于$\Delta V_g$的极性和大小，这与实验结果定性相符。

磁滞回线的大小还与电子 - 电子相互作用的强度有关，并且会受到侧壁表面粗糙度和悬空键的影响。这种磁滞现象与双势垒共振隧穿器件负微分区域中观察到的本征双稳态类似，它与QPC狭窄部分的空间电荷效应的高度非线性性质密切相关。自洽求解输运和泊松方程会导致QPC狭窄部分出现多稳态空间电荷配置，进而引发由LSOC不对称导致的自旋失衡所触发的多稳态自旋配置。

在所有模拟中，磁滞现象与电导异常同时出现，这支持了电导异常是由于QPC狭窄部分开始出现自旋极化的观点。不对称偏置QPC结构的电导中存在磁滞现象，并且它们与电导异常的同时出现，构成了器件中自旋极化开始的另一个间接证据。

由于观察磁滞回线需要QPC设计或偏置条件的不对称性，因此在其他类型的QPC（如具有独立偏置顶栅的QPC）中也应该可以观察到磁滞回线。不对称偏置QPC电导曲线中绝缘（IB）区域的数量、大小、温度和偏置敏感性，为理解QPC电导异常的现有理论带来了新的挑战。