四端介观量子网络中电子自旋的相干输运性质

王会娴，郝希平，康大伟

(河南科技大学物理与工程学院，河南洛阳471003)

0 前言

自旋电子学［1］的主要目的是调制纳米器件中的电子自旋的自由度。人们在低维纳米尺度的体系中发现，自旋在很多性能方面要比电荷更优越，例如，能耗低，退相干时间长等。由于电子自旋自由度可以推动信息工业的快速发展，所以近几年自旋电子学成为非常热门的研究课题。人们不但对自旋输运的应用方面做了大量研究，而且也对支撑自旋输运的量子理论方面做了大量研究。由于AB效应［2］的存在，通过调控外加磁场可以实现对介观半导体材料中自旋输运的相干操控。另外，自旋－轨道耦合互作用也能引起窄带半导体中自旋向上电子和自旋向下电子的能级劈裂［3－7］，并且自旋－轨道耦合互作用可以使电子在闭合路径中隧穿时获得一个被称为非亚贝尔相的量子相位。在低维介观体系中，非亚贝尔相和AB相都能诱导破坏性干涉，引起电子局域［2，8］。

量子网络中电子输运性质的研究成为近几年研究的热点问题，这是因为电子在量子网络中传输时表现出一些有趣的特征，例如，量子干涉，AB磁通与量子网络几何形状之间的相互作用会引起电子的局域现象，自旋－轨道耦合互作用引起退局域现象等。文献［8］研究了一维有限尺寸金刚石链中电子的输运性质。研究表明:无论自旋－轨道耦合互作用，还是AB磁通都会引起电子完全局域，但同时存在自旋－轨道耦合互作用和AB磁通时，却出现退局域现象。……