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物理论坛第52期-博士生开题报告

极化电场调控低维压电半导体自旋特性的研究
Spin Properties of Low-dimensional Piezoelectric Semiconductor Modulated by Polarization Electric Field
胡功伟 博士生
内容简介:压电电子学与压电光电子学的核心在于利用外力诱导的压电极化电场来调控载流子在纳米尺度中的行为,进而有效地调控低维半导体器件性能。近期,压电电子学开始关注于量子尺度上的压电调控,从而引出了量子压电电子学的重要概念。在量子尺度上,许多新奇的量子特性都直接的与自旋有关,比如拓扑绝缘体、半金属性、边沿态以及马约拉纳费米子。本研究的主要内容在于利用极化电场耦合应变特性来调控低维度(三维、二维、一维及零维)压电半导体电子自旋特性,主要从高性能器件应用到深层次物理两方面展开。其基本原理在于利用压电产生的高极化场来增强Rashba自旋轨道耦合,使自旋发生充分的分裂,同时结合应变对能带的调节达到对电子的自旋的进一步调控。从调控方法上主要分为三个层次:间接压电电控、经典压电性的直接压电调控(kp方法)以及量子压电性的直接压电调控(第一性结合实验)。关注对象主要有三维半导体量子阱如GaAs/GaxAl(1-x)As、GaN/GaxIn(1-x)N、CdTe/HgTe以及GaAs/Ge等,二维材料如过渡金属硫化物、硫族化合物、BN以及黑磷等,一维的纳米线如ZnO纳米线以及量子点。本报告主要介绍了压电电子学在拓扑绝缘体上的应用。研究发现,利用拓扑绝缘体设计的压电晶体管具有超高的开关比,超低的功耗以及较高的灵敏度。在这些特性的基础之上我们设计一种基于拓扑绝缘体的力控逻辑门器件,包括非门、与非门以及或非门,能够充分实现力信号到逻辑信号的转变。
 
报告人简介:胡功伟,博士研究生,主要从事功能纳米结构及其物理。
博士生导师:张岩 教授
报告时间:10月23日15:00 – 17:00
报告地点:物理楼219会议室