项目名称: 拓扑狄拉克半金属材料的自旋注入和自旋输运性质研究

项目编号: No.11504189

项目类型: 青年科学基金项目

立项/批准年度: 2016

项目学科: 数理科学和化学

项目作者: 张俊良

作者单位: 宁波大学

项目金额: 20万元

中文摘要: 随着信息技术的发展,计算机的“摩尔定律”开始走到尽头,用电荷自旋来进行信息存储和计算被认为是未来信息技术的发展方向。由自旋轨道耦合导致的拓扑材料是凝聚态物理的新相,理论和实验结果表明它们在量子信息和量子计算中有巨大的应用前景。拓扑狄拉克半金属体可以看作石墨烯或者拓扑绝缘体表面态的三维版本,研究其自旋电子学行为对其应用具有十分重要意义。本项目拟使用圆偏振的红外激光对Cd3As2进行自旋注入,对自旋注入、输运和弛豫过程进行研究,揭示拓扑狄拉克半金属中自旋电子产生和运动的规律和原理。通过破坏对称性使材料发生拓扑相变,探索拓扑狄拉克半金属中自旋运动规律与拓扑属性的关联。该项目的研究将为拓扑狄拉克半金属在量子存储和量子计算等方面的应用提供理论和实验基础。

中文关键词: 拓扑狄拉克半金属;自旋注入;自旋输运;逆自旋霍尔效应;法拉第/克尔旋转

英文摘要: With the development of information technology, the computer’s Moore's law began to come to an end. Information storage and computing with spin of the charge is considered to be the future development direction of the information technology. Topological compounds which were caused by spin orbital coupling are new phases in condensed matter physics and have great application prospect in quantum information and quantum computing according to the theoretical and experimental results. Topological Dirac semi-metal can be considered as the three-dimensional version of graphene or surface states of topological insulator. Studying its spintronic behaviors is of much importance for applications. This project use infrared circularly polarized light to inject spin into topological Dirac semi-metal compound Cd3As2 and study the properties and physical principles in spin transport and relaxation. Moreover, the relationship between spin behavior change and phase transition will be studied by breaking the symmetry in topological Dirac semi-metal material with which topological phase transitions happens. The achievements of this project will provide theoretical and experimental foundations to quantum storage and quantum computing applications of topological Dirac semi-metal.

英文关键词: Topological Dirac Semi-metal;Spin Injection;Spin Transport;Inverse Spin Hall Effect;Faraday/Kerr rotation

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