论文目录 | |
| 摘要 | 第1-9页 |
| abstract | 第9-23页 |
| 第一部分 | 第23-143页 |
| 第一章 半导体自旋电子学介绍 | 第25-74页 |
| 1.1 自旋电子学简介 | 第25-27页 |
| 1.2 自旋极化的产生 | 第27-37页 |
| 1.2.1 光学取向 | 第27-28页 |
| 1.2.2 自旋的电学注入 | 第28-29页 |
| 1.2.3 自旋泵浦 | 第29-31页 |
| 1.2.4 自旋霍尔效应 | 第31-37页 |
| 1.3 自旋极化的探测 | 第37-45页 |
| 1.3.1 光学方法 | 第38-43页 |
| 1.3.2 电学方法 | 第43-45页 |
| 1.4 自旋极化的弛豫 | 第45-57页 |
| 1.4.1 Elliot-Yafet机制 | 第45-47页 |
| 1.4.2 D'yakonov-Perel'机制 | 第47-51页 |
| 1.4.3 Bir-Aronov-Pikus机制 | 第51-54页 |
| 1.4.4 半导体体材料和量子阱中三种自旋弛豫机制效率比较 | 第54-57页 |
| 1.5 自旋极化的稳态扩散 | 第57-59页 |
| 1.5.1 漂移-扩散模型 | 第57-58页 |
| 1.5.2 非均匀扩展图景 | 第58-59页 |
| 1.5.3 模型的适用性 | 第59页 |
| 1.6 超冷原子体系对半导体自旋动力学的模拟 | 第59-74页 |
| 1.6.1 超冷原子系统简介 | 第59-65页 |
| 1.6.2 自旋轨道耦合的超冷原子 | 第65-70页 |
| 1.6.3 超冷原子系统对自旋动力学的模拟 | 第70-74页 |
| 第二章 大塞曼劈裂下反常D'yakonov-Perel'自旋弛豫 | 第74-99页 |
| 2.1 自旋轨道耦合的40K冷原子气体的自旋弛豫 | 第75-87页 |
| 2.1.1 模型和哈密顿量 | 第75-76页 |
| 2.1.2 解析结果 | 第76-82页 |
| 2.1.3 数值结果 | 第82-86页 |
| 2.1.4 小结 | 第86-87页 |
| 2.2 InAs(110)量子阱在平面内强磁场下的反常D'yakonov-Perel'自旋弛豫 | 第87-99页 |
| 2.2.1 背景介绍和模型 | 第87-88页 |
| 2.2.2 弱的HF有效磁场 | 第88-93页 |
| 2.2.3 强的HF有效磁场 | 第93-97页 |
| 2.2.4 小结 | 第97-99页 |
| 第三章 自旋轨道耦合的超冷~(40)K原子气中的自旋扩散 | 第99-126页 |
| 3.1 冷原子中自旋扩散的构型 | 第99-101页 |
| 3.2 模型和KSBEs | 第101-103页 |
| 3.3 解析结果 | 第103-115页 |
| 3.3.1 沿(?)-方向的自旋扩散 | 第104-110页 |
| 3.3.2 沿(?)-方向的自旋扩散 | 第110-115页 |
| 3.4 数值结果 | 第115-123页 |
| 3.4.1 散射强度依赖 | 第116-119页 |
| 3.4.2 塞曼场依赖 | 第119-121页 |
| 3.4.3 自旋轨道耦合强度依赖 | 第121-123页 |
| 3.5 小结与讨论 | 第123-126页 |
| 第四章 本征锗中热电子效应对电学注入电子自旋弛豫的影响 | 第126-143页 |
| 4.1 本征锗中对EY自旋弛豫的研究进展 | 第126-129页 |
| 4.2 模型和KSBEs | 第129-132页 |
| 4.3 结果 | 第132-140页 |
| 4.3.1 解析结果 | 第132-135页 |
| 4.3.2 数值结果 | 第135-140页 |
| 4.4 小结 | 第140-143页 |
| 第二部分 | 第143-239页 |
| 第五章 单双层过渡金属硫属化物中谷动力学的研究进展 | 第145-180页 |
| 5.1 单层过渡金属硫属化物的结构 | 第145-149页 |
| 5.1.1 对称性及能带结构 | 第145-147页 |
| 5.1.2 谷的手征光学选择定则 | 第147-149页 |
| 5.2 单层过渡金属硫属化物中谷动力学 | 第149-170页 |
| 5.2.1 与自由载流子相关的谷动力学 | 第150-154页 |
| 5.2.2 与激子相关的谷动力学 | 第154-168页 |
| 5.2.3 与荷电激子相关的谷动力学 | 第168-170页 |
| 5.3 双层过渡金属硫属化物的结构 | 第170-173页 |
| 5.4 双层过渡金属硫属化物中光学荧光动力学 | 第173-176页 |
| 5.4.1 双层过渡金属硫属化物中光激发谱 | 第174-175页 |
| 5.4.2 光学荧光的极化动力学 | 第175-176页 |
| 5.5 过渡金属硫属化物异质结以及电荷转移动力学 | 第176-180页 |
| 5.5.1 过渡金属硫属化物异质结的能带结构 | 第176-177页 |
| 5.5.2 电荷转移动力学 | 第177-180页 |
| 第六章 单层MoS_2中谷间和谷内电子-空穴交换相互作用引起的谷去极化 | 第180-191页 |
| 6.1 模型和解析结果 | 第180-186页 |
| 6.1.1 模型 | 第180-181页 |
| 6.1.2 激子哈密顿量 | 第181-183页 |
| 6.1.3 单层MoS_2中激子长程交换相互作用 | 第183-184页 |
| 6.1.4 单层MoS_2中激子短程交换相互作用 | 第184-185页 |
| 6.1.5 物理图像以及对交换相互作用的对称性分析 | 第185-186页 |
| 6.2 由谷间电子-空穴交换相互作用引起的谷去极化 | 第186-190页 |
| 6.2.1 模型和KSBEs | 第186-188页 |
| 6.2.2 结果 | 第188-190页 |
| 6.3 小结和讨论 | 第190-191页 |
| 第七章 双层WS_2中的光激发谱以及光去极化动力学 | 第191-209页 |
| 7.1 模型和解析结果 | 第191-199页 |
| 7.1.1 双层WS_2中的Excimer态 | 第192-195页 |
| 7.1.2 Exciner态之间的交换相互作用 | 第195-199页 |
| 7.2 由电子-空穴交换相互作用引起的光学荧光去极化 | 第199-207页 |
| 7.2.1 模型和KSBEs | 第199-201页 |
| 7.2.2 泵浦-探测构型中光学荧光去极化动力学 | 第201-204页 |
| 7.2.3 稳态密度矩阵p_s(P)的推导 | 第204-207页 |
| 7.3 小结和讨论 | 第207-209页 |
| 第八章 单双层MoS_2中新颖的谷去极化动力学和激子的谷霍尔效应 | 第209-239页 |
| 8.1 与激子相关的霍尔效应介绍 | 第209-215页 |
| 8.1.1 激子的光学自旋霍尔效应 | 第209-212页 |
| 8.1.2 激子的本征反常霍尔效应 | 第212-214页 |
| 8.1.3 激子的自旋霍尔效应 | 第214-215页 |
| 8.2 模型和KSBEs | 第215-218页 |
| 8.3 单层MoS_2 | 第218-229页 |
| 8.3.1 新颖的谷去极化动力学 | 第219-224页 |
| 8.3.2 激子的谷霍尔效应 | 第224-229页 |
| 8.4 双层MoS_2 | 第229-235页 |
| 8.4.1 光学荧光去极化动力学 | 第230-232页 |
| 8.4.2 激子的谷霍尔效应 | 第232-235页 |
| 8.5 小结 | 第235-236页 |
| 8.6 实验的可能证实 | 第236-239页 |
| 第三部分 | 第239-411页 |
| 第九章 超导中准经典动力学方程与三态超导电性介绍 | 第241-270页 |
| 9.1 超导中库伯配对的对称性分类 | 第241-243页 |
| 9.2 常规超导金属中的准经典动力学方程 | 第243-253页 |
| 9.2.1 Gor'kov方程 | 第243-245页 |
| 9.2.2 Eilenberger方程 | 第245-248页 |
| 9.2.3 Usadel方程 | 第248-249页 |
| 9.2.4 Ginzburg-Landau方程 | 第249-253页 |
| 9.3 三态超导电性 | 第253-270页 |
| 9.3.1 超流体~3He及非常规超导体Sr_2RuO_4 | 第254-257页 |
| 9.3.2 具有界面自旋轨道耦合的常规超导体 | 第257-258页 |
| 9.3.3 非中心反演对称超导体 | 第258-260页 |
| 9.3.4 常规超导体-铁磁体界面 | 第260-270页 |
| 第十章 常规超导体中电荷与自旋动力学及光学响应介绍 | 第270-303页 |
| 10.1 Bogoliubov准粒子电荷动力学 | 第270-278页 |
| 10.1.1 准粒子电荷守恒与Andreev反射 | 第270-273页 |
| 10.1.2 准粒子电荷失衡的产生 | 第273-277页 |
| 10.1.3 常规超导体中准粒子电荷失衡的弛豫 | 第277-278页 |
| 10.2 Bogoliubov准粒子自旋动力学 | 第278-281页 |
| 10.2.1 准粒子自旋失衡的产生 | 第278-279页 |
| 10.2.2 准粒子自旋失衡的弛豫 | 第279-281页 |
| 10.3 常规超导体中光学响应介绍:线性响应 | 第281-290页 |
| 10.3.1 Mattis-Bardeen模型 | 第281-282页 |
| 10.3.2 低频时的两流体模型 | 第282-283页 |
| 10.3.3 THz频率下光电导的实验测量 | 第283-284页 |
| 10.3.4 Nambu规范不变描述:Nambu-Goldstone模 | 第284-289页 |
| 10.3.5 无序超导体对光学响应中Nambu-Goldstone模的贡献 | 第289-290页 |
| 10.4 常规超导体中光学响应介绍:非线性响应 | 第290-303页 |
| 10.4.1 Higgs模 | 第290-292页 |
| 10.4.2 利用THz光对Higgs模的可能探测 | 第292-294页 |
| 10.4.3 Higgs模光学激发的理论研究 | 第294-298页 |
| 10.4.4 两带超导体中Leggett模及可能的光学激发 | 第298-301页 |
| 10.4.5 对Bloch方程和Liouville方程的评述 | 第301-303页 |
| 第十一章 近邻于s-波超导体的GaAs(100)量子阱中超流速度可调准粒子态以及准粒子自旋弛豫 | 第303-332页 |
| 11.1 超导态量子阱介绍 | 第303-307页 |
| 11.1.1 近邻效应诱导的超导态量子阱 | 第303-306页 |
| 11.1.2 超导态量子阱中引入库伯对质心动量的可能方式 | 第306-307页 |
| 11.2 模型与哈密顿量 | 第307-309页 |
| 11.3 量子阱中超流速度可调控的准粒子态 | 第309-318页 |
| 11.3.1 解析分析 | 第309-312页 |
| 11.3.2 数值结果 | 第312-318页 |
| 11.4 准粒子自旋弛豫 | 第318-330页 |
| 11.4.1 Bogoliubov准粒子动力学自旋Bloch方程 | 第318-322页 |
| 11.4.2 数值结果 | 第322-330页 |
| 11.5 小结和讨论 | 第330-332页 |
| 第十二章 s-波超导态量子阱中准粒子和凝聚体对THz光场的响应 | 第332-363页 |
| 12.1 哈密顿量 | 第333-334页 |
| 12.2 光学Bloch方程 | 第334-342页 |
| 12.2.1 规范不变格林函数 | 第335页 |
| 12.2.2 光学Bloch方程的推导 | 第335-339页 |
| 12.2.3 在准粒子表象下的光学Bloch方程 | 第339-340页 |
| 12.2.4 电荷中性条件 | 第340-342页 |
| 12.3 数值结果 | 第342-359页 |
| 12.3.1 Higgs模的激发 | 第343-351页 |
| 12.3.2 电荷失衡:诱导和弛豫 | 第351-359页 |
| 12.4 小结与讨论 | 第359-363页 |
| 第十三章 在近邻于s-波超导体的强自旋轨道耦合量子阱中实现具有三态p-波序参量的超导态 | 第363-387页 |
| 13.1 (2+1)维chiral和heliccal拓扑超导电性简介 | 第364-367页 |
| 13.1.1 由Chern数表征的拓扑不变量 | 第364-366页 |
| 13.1.2 Z_2拓扑不变量 | 第366页 |
| 13.1.3 空间二维下的拓扑超导电性 | 第366-367页 |
| 13.2 模型和哈密顿量 | 第367-369页 |
| 13.2.1 (100)量子阱哈密顿量 | 第367-368页 |
| 13.2.2 s-波超导体哈密顿量 | 第368-369页 |
| 13.3 解析结果 | 第369-374页 |
| 13.3.1 量子阱中的有效BdG哈密顿量 | 第369-371页 |
| 13.3.2 由自能贡献的单态和三态序参量 | 第371-374页 |
| 13.4 数值结果 | 第374-385页 |
| 13.4.1 对单态序参量的抑制 | 第375-380页 |
| 13.4.2 诱导的三态p-波序参量 | 第380-385页 |
| 13.5 (s+p)-波超导哈密顿量的对称性:Z_2 helical拓扑超导体的平台 | 第385-386页 |
| 13.6 小结 | 第386-387页 |
| 第十四章 (s+p)-波超导态量子阱中准粒子和凝聚体对THz光场的响应 | 第387-404页 |
| 14.1 电学方法诱导的三态库伯对自旋极化介绍 | 第387-390页 |
| 14.1.1 利用超导-铁磁-超导Josephson结 | 第388-389页 |
| 14.1.2 利用稳态超流 | 第389-390页 |
| 14.2 哈密顿量 | 第390-391页 |
| 14.3 光学Bloch方程 | 第391-393页 |
| 14.4 数值结果 | 第393-403页 |
| 14.4.1 库伯对自旋极化的光学激发 | 第394-400页 |
| 14.4.2 Higgs模和电荷失衡 | 第400-403页 |
| 14.5 小结 | 第403-404页 |
| 第十五章 总结 | 第404-411页 |
| 附录A 强塞曼场下反常DP自旋弛豫的一些补充说明 | 第411-420页 |
| A.1 具有HF有效磁场时横向自旋弛豫时间 | 第411-414页 |
| A.2 公式(2.40)的推导 | 第414-416页 |
| A.3 对冷原子自旋扩散的解析分析 | 第416-420页 |
| A.3.1 沿(?)-方向的自旋扩散 | 第416-417页 |
| A.3.2 沿(?)-方向的自旋扩散 | 第417-420页 |
| 附录B 单双层MoX_2中电子-空穴交换相互作用的补充说明 | 第420-425页 |
| B.1 Excimer哈密顿量 | 第420-422页 |
| B.2 激子平衡态分布的解析分析 | 第422-423页 |
| B.3 施加外场时KSBEs的稳态解析解 | 第423-425页 |
| 附录C s-波和(s+p)-波超导体及其对THz光场响应的一些补充说明 | 第425-431页 |
| C.1 库仑屏蔽 | 第425-426页 |
| C.2 准粒子和超流体浓度 | 第426-429页 |
| C.3 光生自旋极化和自旋流 | 第429-431页 |
| 附录D 超导体中规范不变的光学Bloch方程的推导 | 第431-437页 |
| D.1 自由部分 | 第431-433页 |
| D.2 散射项及HF项 | 第433-437页 |
| 参考文献 | 第437-466页 |
| 博士期间发表的论文 | 第466-467页 |
| 会议报告 | 第467-468页 |
| 致谢 | 第468-469页 |
