中文摘要：

自旋晶体管是新一代的电子器件，有可能对计算机技术、电子学的发展产生深远的影响，这种器件的电子的输运机理、器件的工作机理完全不同与目前我们所熟知的半导体器件，国际上也还是在起步阶段。本课题在已有的自旋物理特性研究成果的基础上主要研究极化电子流输运特性和自旋器件物理和器件特性。采用理论分析，模拟计算和实验研究的方法研究自旋极化电子的性能及其输运机理。开展自旋器件物理的研究，建立分析器件的模型，开发相应的模拟软件。模拟分析较成熟的MRAM器件性能，并与实际器件进行分析比较，进一步研究自旋极化电子物理性能，及其在器件中的输运规律，模拟分析各种自旋极化电子器件，并对比分析各种器件的性能，分析研究自旋电子器件的工作机理

结论摘要：

自旋电子学是一个全新的交叉学科，它的研究中心是对固态系统中的电子自旋自由度进行有效的控制。本项目在调查了国内外相关课题进展的基础上，从自旋电子的极化、自旋弛豫、自旋退相干机制以及自旋电子的控制等方面对自旋电子学的基本机理进行了分析；从如何提高自旋极化注入效率这一角度出发，对从铁磁金属、磁性半导体向非磁性半导体进行自旋注入时的基本机理以及如何提高的注入效率进行了理论分析，并从理论上给出了如何有效提高自旋极化注入效率的方法；对描述自旋极化输运的扩散漂移模型和动能输运模型进行了分析总结；利用离子注入的方法模拟并制备了GaN基稀磁半导体，并对材料进行了初步的测试分析；利用磁性PN结和传统的半导体双极晶体管的理论，分析了基极（发射极）为磁性半导体时双极晶体管的各个区的载流子分布，以及外加电压和外加磁场对半导体磁性双极晶体管直流增益的影响，研究表明，在磁性双极晶体管中外加磁场可以有效的控制自旋极化电流和电流放大倍数；分析研究了各种自旋参数检测实验手段，并设计了一种GaN基SPIN-LED自旋半导体器件，为进一步开展研究工作打下了坚实的基础。