①例解习题载流子视为一种内在性质,为粒子与生俱来带有的一种角动量,但是其量值是量子化的,难以被改变(但载流子角动量的指向可以透过操作来改变)。载流子是电子的纯量子热学效应电子自旋角动量,是形成磁性物质的重要数学起源。巨磁内阻(GMR)效应来自于载流电子的不同载流子状态与磁场的作用不同,因此造成的阻值值的变化。载流子和外界的互相作用远比电荷的作用弱,因而具有更长的相干时间,但是电子载流子取向构成一个双态量子系统,改变电子载流子取向要比改变电子运动状态要容易得多,快得多,因而可以借助电子的载流子自由度作为信息的载体或量子位,因而可应用于量子信息和量子估算方面克罗尼格()wasa-(March10,1904—16,1995).电子在旋转着,从而表现出称之为载流子的内禀角动量s,v它在任意方向的取值只能有两个数值在量子热学中,载流子是与粒子所具有的内禀角动量[1],尽管有时会与古典热学中的自转相类比,但实际上本质是迥异的。古典意义中的自转,是物体对于其刚体的旋转,例如月球每日的自转是顺著一个通过地心的极轴所作的转动。
2、电子的载流子算符(泡利算符)和载流子函数§4.2角动量理论初步第4章角动量与载流子§4.1电子载流子1、引言1、角动量的通常性质2、两个角动量的耦合3、复杂塞曼效应3、简单塞曼效应载流子:形成磁性物质的重要数学起源物质的磁性来始于原子的磁性,原子的磁性来始于原子中电子及原子核的磁矩。原子核磁矩很小,在我们所考虑的问题中可以忽视。电子磁矩(轨道磁矩、自旋磁矩)--------原子的磁矩-------磁性的起源电子既是电荷的载体又是载流子的载体。电子作为电荷的载体,使二十世纪成为了微电子学的天下。而随着1988年巨磁内阻(GMR)效应发觉以来,通过操纵电子的另一量子属性——自旋,使新一代的电子元件又多了一种控制手段。§4.1电子载流子1、引言Appl.Phys.Lett.104,(2014)我们的工作:磁序列排布调控分子元件实现巨磁内阻巨磁内阻效应:是指在一个巨磁内阻系统中,十分弱小的磁性变化能够造成巨大的阻值变化的特殊效应。(1988)美国科学家费尔和美国科学家格林贝格尔共同获得2007年诺贝尔化学学奖。
她们分享1000万澳大利亚先令。2007年诺贝尔化学学奖-巨磁内阻效应研究电子的载流子极化输运特点以及基于这种特点而设计、开发新的电子元件为主要内容的一门交叉学科。载流子电子学无论是在基础研究,还是在应用开发方面都为化学学、材料科学和电子工程学等领域的专家提供了一个诱人的新领域。载流子电子学元件分为三个方面:(1)基于铁磁性金属的元件;(2)将载流子注入半导体;(3)单电子载流子元件。载流子电子学1921年电子自旋角动量,爱尔兰施忒恩(O.Stern)(1888—1969)和盖拉赫(W.)(1889—1979)发觉一些处于S态的氢原子射线束,在非均匀磁场中一束分为两束。原子炉NS准直屏磁铁1.氢原子有磁矩,因在非均匀磁场中发生偏转2.氢原子磁矩只有两种取向,即它们是空间量子化的推论:(一)Stern-实验载流子的提出(2)讨论磁矩与磁场之倾角原子Z方向受力剖析若原子磁矩可任意取向,则cos?可在(-1,+1)之间连续变化,感光板将呈现连续带并且实验结果是:出现的两条分立线对应cos?=-1和+1,处于S态的氢原子?=0,没有轨道磁矩,所以原子磁矩来自于电子的固有磁矩。
3p3s5893?3p3/23p1/23s1/2D1D25896?5890?钠原子波谱中的一条亮黄线??5893?,用高帧率的波谱仪观测,可以看见该谱线似乎是由靠的很近的两条谱线组成。其它原子波谱中也可以发觉这些谱线由更细的一些线组成的现象,称之为波谱线的精细结构。该现象只有考虑了电子的载流子能够得到解释.(二)波谱线精细结构Ralph(1904-1995)(1900-1988)(1902-1978)第一次提出电子载流子假定首先对基本粒子提出自转与相应角动量概念的是1925年由、与。但是在量子热学中,透过理论以及实验验证发觉基本粒子可视为是不可分割的点粒子,物体自转难以直接套用到载流子角动量上来,因而仅能将载流子视为一种内在性质,为粒子与生俱来带有的一种角动量,但是其量值是量子化的,难以被改变(但载流子角动量的指向可以透过操作来改变)。(1)每位电子具有载流子角动量,它在空间任意方向的取值只能有两个。(SI)(CGS)在任意方向上的投影(SI)(CGS)(2)每位电子具有载流子磁矩,它与载流子角动量的关系是(1900-1974)和(1902-1978)1925年按照上述现象提出了电子载流子假定(——玻尔磁子)回旋磁百分比:(SI)(CGS)轨道磁矩与轨道角动量的关系:(SI)(CGS)载流子回旋磁百分比是轨道的两倍(SI)(CGS)载流子算符为了描述电子的载流子特点,引入一个厄米算符来表征电子的载流子角动量。[注意]:载流子角动量是电子内部的一种固有特点,在精典理论中没有对应量,也不同于通常的热学量,它不能表示为座标和动量的函数。是载流子角动量,应满足角动量算符的普遍对易关系2、电子的载流子算符(泡利算符)和载流子函数载流子角动量平方算符平方份量间的对易关系因为在空间任意方向上的投影只有两个取值