Spin-orbit interaction in nanostructures: spin manipulation and transport
Nanoyapılarda spin-yörünge etkileşimi: spin manipülasyonu ve taşınım
- Tez No: 491134
- Danışmanlar: DOÇ. DR. SERPİL ŞAKİROĞLU
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2017
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Dokuz Eylül Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 99
Özet
Bu tezde, Rashba ve Dresselhaus spin-yörünge çiftlenimleri hesaba katılarak ve elektrik alan varlığı düşünülerek simetrik, çift dördüncü dereceden kuyu potansiyeli ile oluşturulan kuantum tellerinin elektronik yapısı, spin ve manyetotransport özellikleri üzerine düzlem-içi manyetik alanın etkisini inceledik. Sistemin enerji dağılım ilişkisi farklı spin-yörünge etkileşiminin farklı büyüklükleri, manyetik alanın farklı büyüklüğü ve yönü ve farklı elektrik alan için analiz edilmiştir. Sayısal sonuçlarımız düzlem-içi manyetik alan varlığında, spin-yörünge çiftlenimleri ile elektrik alan arasındaki yarışın enerji altband yapısını güçlü bir şekilde değiştirdiğini, altband enerjilerine bir dalga vektör bağımlılığı getirdiğini ve ayrıca altbandlar arasında kesişmelere yol açmaktadır. Bu kompleks enerji dağılım yapısı iletkenlikte kare-dalga şeklinde osilasyonlar görülmesine sebep olmaktadır. Sözü geçen parametreler, potansiyel profili ve Fermi enerjisi iletkenlik basamaklarının derinliğini ve genişiliğini önemli şekilde etkilemektedir. Bundan başka, spin-yörünge çiftlenimleri ile manyetik ve elektrik alan arasındaki rekabetin spin desenleri üzerinde izini bıraktığını bulduk. Özellikle, zayıf çiftlenim rejimlerinde, elektrik alan spin dinamiğini önemli şekilde etkilemektedir. Ayrıca, tezin bir kısmını Rashba ve Dresselhaus spin-yörünge çiftlenimleri varlığında ve düzlem-içi manyetik alanın çeşitli büyüklük ve yönelimlerini düşünerek harmonik potansiyele maruz bırakılmış kuantum telinin balistik iletkenliğini araştırmaya ayırdık. Manyetik alanı farklı büyüklük ve yönelimlerini düşündük. Parabolik kuantum telinin iletkenliği transfer matris metodu kullanarak hesaplandı. Elde edilen sonuçlar iletkenliğin bu içsel mekanizmalara ve dış manyetik alana güçlü bir şekilde bağlı olduğunu göstermiştir.
Özet (Çeviri)
In this thesis, we investigate the effect of in-plane magnetic field onto the electronic structure, spin and magnetotransport properties of double quantum wires formed by a symmetric, double quartic-well potential taking into account Rashba and Dresselhaus spin-orbit couplings and considering the presence of electric field. The energy dispersion relation of the system is analyzed for different strengths of spin-orbit interactions, magnitude and direction of magnetic field and electric field. Our numerical results reveal that in the presence of in-plane magnetic field, the competition between spin-orbit couplings and electric field modify strongly the energy band structure, introduce a wave vector dependence to subband energies and also leads to crossings and anticrossings between subbands. This complex energy dispersion structure gives rise to the appearance of square-wave like oscillations in the conductance. The aforementioned parameters, potential profile and Fermi energy significantly affect the depth and the width of conductance steps. Moreover, we found that the competing effect between spin-orbit couplings and in-plane magnetic and electric fields leaves its marks on the spin texturing. Especially, in weak coupling limit, the electric field affects significantly spin dynamics. Besides, we devote a part of the thesis to search ballistic conductance of quantum wire subjected to harmonic potential in the presence of Rahba and Dresselhaus spin-orbit couplings and considering various strengths and directions of an in-plane magnetic field. The conductance of a parabolic quantum wire is calculated by using transfer matrix method. The obtained results reveal that the conductance depends strongly on these internal mechanisms and external magnetic field.
Benzer Tezler
- Spin orientations and spin-orbit torque in magnetic nanostructures
Manyetik nanoyapılarda spin yönelimleri ve spin yörünge torku
VEDAT KARAKAŞ
Doktora
İngilizce
2019
Fizik ve Fizik MühendisliğiBoğaziçi ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖZHAN ÖZATAY
- Spin-dependent electronic and transport properties of nanostructures with spin-orbit interaction
Spin-yörünge etkileşimli nanoyapıların spine bağlı elektronik ve taşınım özellikleri
YENAL KARAASLAN
Doktora
İngilizce
2017
Fizik ve Fizik MühendisliğiDokuz Eylül ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İSMAİL SÖKMEN
- Grafen tabanlı nano yapılarda topolojik etkiler
Topological effects in graphene based nanostructures
DEFNE AKAY
Doktora
Türkçe
2016
Fizik ve Fizik MühendisliğiAnkara ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BEKİR SITKI KANDEMİR
- Spin-yörünge etkileşmesi ile üç boyutlu izotropik harmonik titreşicinin Schrödinger denkleminin basit bir yöntemle yaklaşımsız tam çözümü ve bazı çekirdeklere uygulanması
Exact solution without approach of the radial Schrödinger equation by a simple method for a three-dimensional isotropic harmonic oscillator with spin-orbit coupling and to be applied to some nuclei
SÜMEYYA ÖZCAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2002
Fizik ve Fizik MühendisliğiEge ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. H. HÜSEYİN ERBİL
- Nanoelectronics and quantum transport of dirac particles
Dırac partiklerinin nanoelektronik ve kuantum taşınımı
SABER ROSTAMZADEH