ترابرد کوانتومی و فیلترشدگی اسپین در حلقه های مزوسکوپی سه پایانه ای

در سال¬های اخیر برهم¬کنش اسپین ـ مدار در ساختارهای نیم رسانا به دلیل کاربرد بالقوه ای که در ادوات اسپینترونیک (الکترونیک مبتنی بر اسپین الکترون) دارد، توجه زیادی را به خود جلب کرده است. در نیم رساناهای متداول دو نوع برهم¬کنش اسپین ـ مدار وجود دارد. یکی برهم¬کنش اسپین ـ مدار درسلهاوس که به وسیله بی¬تقارنی وارون حجمی (نظیر ساختارهای روی ـ سولفید) و دیگری برهم¬کنش اسپین ـ مدار ناشی از بی¬تقارنی وارون ساختاری است. همچنین شدت برهم¬کنش راشبا را می¬توان با یک ولتاژ دریچه خارجی کنترل کرد. در این پایان نامه ساختار حلقوی در یک گاز الکترون دو بعدی را بررسی می¬کنیم. حلقه¬های کوانتومی که در فصل مشترک دو ماد? نیم رسانا شکل می¬گیرند کاندیدایی ایده آل برای مشاهده تعامل دو نوع برهم¬کنش اسپین ـ مدار می¬باشد. رقابت بین این دو نوع برهم¬کنش اسپین ـ مدار منجر به ایجاد قطبش اسپین در حلقه های کوانتومی می¬شود. سپس به بررسی حلقه مزوسکوپی یک بعدی که تحت تاثیر شار مغناطیسی آهارنوف ـ بوهم را در چارچوب تنگ بست می پردازیم. در این پایان نامه به بررسی ترابرد وابسته به اسپین الکترون در حلق? مزوسکوپی سه پایانه ای در حضور برهم کنش های اسپین مدار راشبا و درسلهاوس می پردازید. محاسبات عددی را برای رسیدن به قطبش کامل اسپین در حضور و در غیاب شار مغناطیسی انجام می دهیم. علاوه بر ضرایب عبور، قطبش اسپین را برای حلقه¬های متقارن و نامتقارن به طور نموداری و تحلیلی بیان می کنیم. سپس نشان می¬دهیم که حلقه مزوسکوپی با برهم¬کنش های اسپین ـ مدار می¬تواند قطبش کامل اسپین را حتی در غیاب شار مغناطیسی در حلقه ایجاد کند. همچنین با محاسبات تحلیلی و شبیه سازی رایانه¬ای را در حضور شار مغناطیسی به مطالع? ضرایب عبور و قطبش اسپین در حلقه های مزوسکوپی یک بعدی متقارن و نامتقارن می پردازیم. سپس نقش ناخالصی های نقطه ای را در بازوهای حلقه مورد بررسی قرار می دهیم. با توجه به نمودارهای به دست آمده، در کل مشاهده می شود که حضور برهم¬کنش اسپین ـ مدار منجر به افزایش ضرایب عبور و در نتیجه منجر به ایجاد قطبش کامل اسپین می شود. سپس اثر تعداد جایگاه¬های حلقه را در ضرایب عبور مورد بررسی قرار می دهیم خواهیم دید که افزایش یا کاهش تعداد جایگاه ها هیچ اثری در میزان ضرایب عبور ندارد.