中文摘要：

申请人多年来致力于半导体介观系统电子输运特性研究与新型量子器件设计，取得了一些富有创新意义的成果。在半导体物理核心期刊上发表SCI论文36篇，其中包括PRL 4篇,APL 4篇, PRB 24篇。SCI他人引用总数达到351篇，其中著名介观物理学专家Buttiker引用27 篇。代表性研究成果包括在参数量子泵研究领域,提出了超越绝热近似的参数量子泵理论，成功解释了哈佛大学研究组发表在Science实验中位相反常现象；在自旋电子学研究领域，创造性地提出在半金属-磁性激子绝缘体的界面上可发生类自旋Andreev反射现象，并利用类自旋Andreev反射过程来产生自旋流；研究了磁性纳米电机单电子晶体管中电子输运由隧穿区变为shuttle区的突变行为，由此提出一种全新的自旋阀效应；在新型量子器件方面,设计出依靠纯自旋流操作的场效应晶体管，并利用交叉Andreev反射原理设计出高效率自旋注入器件。

结论摘要：

本项目利用非平衡格林函数技术研究介观系统电荷及自旋输运特性，关注可控量子结构中新的量子效应和量子过程，形成关于量子输运的原创性理论观点，为新型量子器件的设计提供物理基础。围绕项目研究内容和预期研究目标开展研究工作，在拓扑绝缘体表面态的普适电导涨落、磁性单分子自旋态的调控、非局域Andreev反射研究、利用热电效应实现高效率自旋注入、固态量子纠缠的产生和检测等方面做出了具有创新性的研究成果，很好地完成了项目任务书上预期的研究计划和任务。项目实施以来共发表标明项目资助(60825402)的SCI论文13篇，包括Scientific Reports 1篇，Physical Review Letters 2篇、Applied Physics Letters 3篇、Physical Review B 3篇。培养硕士研究生4名，博士研究生9名，项目主持人也于2009年入选教育部长江学者特聘教授。在国际学术会议上作邀请报告2次， 同时多次邀请国内外专家访问，与同行进行了深入的学术交流与合作。主要研究成果包括(1)通过变角度的磁电导测量,首次观察到来自于拓扑绝缘体表面态的普适电导涨落效应，同时提出电子-电子以及电子-声子互作用共同主导的位相驰豫机制；（2）利用主方程方法，研究了单分子磁体中Seebeck效应。发现Wiedeman-Franz 定律在该系统中失效，使得热－电转换的品质因子ZT>>1,可作为一个很好的热－电转换器件；（3）利用热电效应在单分子磁性隧道结中实现了全电控制的自旋注入，它不仅能控制注入自旋的类型，还能控制注入电流的方向；（4）利用热电效应实现单分子自旋态的调控，为未来信息存储单元的设计方案提供了新的思路；（5）研究了正常金属-超导体构成的Hanbury Brown and Twiss（HBT）干涉仪中的电流和统计关联效应，发现它不仅可以产生相干的纠缠电子-空穴对，而且能检验交叉Andreev反射的存在。