中文摘要：

利用电子的自旋特性来构造传统的电子学器件是半导体领域里的一个研究热点。在半导体器件中利用电场来调控电子的自旋被认为是一种有效的手段，而电场调控自旋的机理之一就是利用自旋－轨道耦合效应。我们已发现在InGaAs/InAlAs量子阱材料和HgCdTe-基场效应管中存在较强的自旋－轨道耦合作用。本项目拟在此基础上，通过输运测试，研究InGaAs/InAlAs量子阱材料中的自旋－轨道耦合作用对载流子浓度和子带间散射的依赖关系，从实验上检验非线性Rashba模型并探索子带间散射引起自旋－轨道耦合作用的机理；同时，由于HgCdTe材料的禁带宽度可以通过控制Cd成分在很大范围内进行连续调制，本项目拟制备具有不同禁带宽度的HgCdTe-基场效应管，通过磁输运测试，研究禁带宽度对自旋－轨道耦合作用的影响，探索自旋调控规律，为实现半导体自旋器件提供理论支持。

结论摘要：

研究了InGaAs/InP和InGaAs/InAlAs量子阱样品的低温磁输运性质。对于前者，在其纵向磁电阻曲线中观察到由自旋-轨道耦合作用引起的拍频振荡。通过研究不同倾斜磁场下的拍频振荡曲线，较为准确地获得了样品的有效g因子。对于InGaAs/InAlAs量子阱样品，发现其纵向电阻率在零磁场附近呈现出反弱局域效应。由反弱局域理论拟合得到的自旋分裂能对费米波矢表现出非线性依赖关系，与传统的线性Rashba模型矛盾，由拍频振荡获得的零场自旋分裂能也表现出同样的行为。该行为不能用子带间散射来解释，非线性Rashba模型可以很好地解释这种异常行为。同时，研究了HgCdTe反型层的磁输运性质，发现其中存在较强的自旋-轨道耦合作用。电子的退相干率对温度呈现线性依赖关系，表明电子的退相干规律符合Nyquist机制。利用微波辐照样品，发现退相干时间随着微波功率的增大而增加。我们用微波辅助的电子跳跃机制定性地解释了该现象。三年来，共在SCI 检索的学术期刊上发表学术论文9 篇。