ضریب عبور الکترونی وابسته به اسپین یک نانو ساختار در تقریب الکترون آزاد با روش ماتریس انتقال

نوع مقاله : مقاله پژوهشی کامل

نویسندگان

1 گروه فیزیک، دانشکده‌ی علوم پایه، دانشگاه شهرکرد، شهرکرد

2 گروه فیزیک، دانشکده ی علوم پایه، دانشگاه شهرکرد، شهرکرد

چکیده

در این مقاله، بر اساس روش ماتریس انتقال و در تقریب الکترون آزاد به مطالعه ی تحلیلی ترابرد الکترونی وابسته به اسپین الکترونی از یک آرایه سدهای کوانتمی مغناطیسی می پردازیم. برای این منظور، ابتدا معادله ی شرودینگر الکترون را در حضور پتانسیل های سدها و میدان مغناطیسی ناشی از ممان های مغناطیسی سامانه نوشته و سپس با گسسته سازی آن به یک دستگاه معادلات خطی می رسیم. در ادامه با استفاده روش ماتریس انتقال برای این دستگاه معادلات، ضرایب عبور وابسته به اسپین الکترون را به دست می آوریم. با فرمول بندی حاضر می توان ضریب عبور وابسته به اسپین یک الکترون گذرنده از چند لایه ی مغناطیسی را به صورت تابعی از انرژی الکترون، اندازه و جهت ممان مغناطیسی و شکل پتانسیل محاسبه کرد. در پایان نیز به عنوان مثال نتایج عددی را برای دو مورد یکی شامل دو سد مشابه مغناطیسی متوالی و دیگری شامل یک سد و چاه مغناطیسی متوالی ارائه می دهیم. روش ارائه شده برای بررسی رفتار رسانش الکترونی وابسته به اسپین لایه ها یا ابرشبکه های مغناطیسی مناسب است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Spin-dependent electronic transmission coefficient of a nanostructure in the free-electron approximation by transfer matrix method

نویسندگان [English]

  • Zahra Moein 1
  • Mohammad Mardaani 1
  • Hassan Rabani 2
1 Department of Physics, Faculty of Science, Shahrekord University, P. O. Box 115, Shahrekord, Iran
2 Department of Physics, Faculty of Science, Shahrekord University, P. O. Box 115, Shahrekord, Iran
چکیده [English]

In this paper, based on the transfer matrix method and within the free electron approximation, we study spin-dependent electronic transport through an array of magnetic quantum barriers. For this purpose, we first write the Schrodinger equation for the electron in the presence of barrier potentials and the magnetic field originating from system magnetic moments. Then, by its discretization, we reach a system of linear equations. In the following, by using the transfer matrix method for this system of equations, we obtain the spin-dependent transmission coefficients of the electron. With the help of present formalism, one can calculate the spin-dependent transmission coefficient of a transmitted electron through a magnetic multi-layer as a function of electron energy, magnitude and orientation of the magnetic moment, and the potential shape. Finally, as an example, the numerical results are presented for two cases, the one including two similar alternative magnetic barriers and the other including two alternative barriers and well. The presented method is useful for the study of the spin-dependent electronic conductance behavior of magnetic layers and superlattices.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Quantum barrier
  • transfer matrix
  • spin-dependent conductance
  • free-electron approximation