| 中文摘要 | 第1-9页 |
| 英文摘要 | 第9-20页 |
| 第一章 背景介绍 | 第20-51页 |
| ·自旋电子学 | 第20-27页 |
| ·金属自旋电子学 | 第20-22页 |
| ·半导体自旋电子学 | 第22-24页 |
| ·有机自旋电子学 | 第24-26页 |
| ·自旋电子学的前景 | 第26-27页 |
| ·自旋极化的产生 | 第27-32页 |
| ·光学取向 | 第28页 |
| ·电学注入 | 第28-30页 |
| ·基于其它物理效应的方法 | 第30-32页 |
| ·自旋极化的探测 | 第32-37页 |
| ·光学测量 | 第33-34页 |
| ·电学测量 | 第34-37页 |
| ·自旋的弛豫 | 第37-48页 |
| ·Elliott-Yafet自旋弛豫机制 | 第37-40页 |
| ·D'yakonov-Perel’自旋弛豫机制 | 第40-42页 |
| ·Bir-Aronov-Pikus自旋弛豫机制 | 第42-45页 |
| ·自旋轨道耦合的随机涨落导致的自旋弛豫 | 第45-46页 |
| ·主要的自旋弛豫机制的比较 | 第46-48页 |
| ·自旋的输运 | 第48-51页 |
| ·漂移—扩散模型 | 第48-50页 |
| ·基于动力学自旋Bloch方程的微观理解 | 第50-51页 |
| 第二章 半导体、石墨烯、拓扑绝缘体和多铁氧化物的能带结构与有效哈密顿量 | 第51-86页 |
| ·半导体 | 第51-62页 |
| ·k·p方法 | 第51-52页 |
| ·k·p哈密顿量：Kane模型 | 第52-55页 |
| ·体结构中的自旋轨道耦合 | 第55-57页 |
| ·二维体系的自旋轨道耦合：子带k·p方法 | 第57-62页 |
| ·石墨烯 | 第62-70页 |
| ·有效哈密顿量：紧束缚近似方法 | 第62-67页 |
| ·自旋轨道耦合的性质 | 第67-69页 |
| ·远离Dirac点的单带有效哈密顿量 | 第69-70页 |
| ·拓扑绝缘体 | 第70-81页 |
| ·二维拓扑绝缘体 | 第72-75页 |
| ·三维拓扑绝缘体 | 第75-81页 |
| ·多铁材料 | 第81-86页 |
| ·多铁材料的分类与铁电机制 | 第82-83页 |
| ·TbMnO_3的铁性 | 第83-84页 |
| ·多铁氧化物界面的二维电子系统 | 第84-86页 |
| 第三章 石墨烯中的自旋动力学研究 | 第86-101页 |
| ·石墨烯 | 第87-98页 |
| ·实验研究 | 第87-95页 |
| ·理论研究 | 第95-98页 |
| ·双层和多层石墨烯 | 第98-100页 |
| ·小结 | 第100-101页 |
| 第四章 动力学自旋Bloch方程和自旋弛豫机制 | 第101-113页 |
| ·动力学自旋Bloch方程 | 第101-105页 |
| ·时间域的自旋弛豫机制 | 第105-109页 |
| ·D'yakonov-Perel’自旋弛豫机制 | 第105-107页 |
| ·Elliott-Yafet自旋弛豫机制 | 第107-108页 |
| ·其它自旋弛豫机制 | 第108-109页 |
| ·空间域的输运过程中的自旋弛豫机制 | 第109-113页 |
| ·D'yakonov-Perel’自旋弛豫机制下的自旋输运 | 第109-111页 |
| ·静磁场对自旋输运的影响 | 第111-113页 |
| 第五章 半导体量子阱中的自旋弛豫 | 第113-142页 |
| ·研究背景 | 第113-115页 |
| ·室温下本征GaAs量子阱中电子自旋弛豫对浓度的依赖 | 第115-119页 |
| ·样品和测量 | 第116页 |
| ·实验数据 | 第116-117页 |
| ·数值结果 | 第117-118页 |
| ·小结 | 第118-119页 |
| ·GaAs量子阱中高电场下涉及多个能谷的电子自旋弛豫 | 第119-128页 |
| ·模型 | 第120-123页 |
| ·数值结果 | 第123-127页 |
| ·小结 | 第127-128页 |
| ·非对称的(001)Si/SiGe和Ge/SiGe量子阱中空穴的自旋弛豫 | 第128-136页 |
| ·模型 | 第129页 |
| ·数值结果 | 第129-135页 |
| ·小结 | 第135-136页 |
| ·非平衡声子对热化电子的自旋弛豫的影响 | 第136-142页 |
| ·模型 | 第136-137页 |
| ·数值结果 | 第137-140页 |
| ·小结 | 第140-142页 |
| 第六章 半导体量子阱中的自旋输运 | 第142-148页 |
| ·研究背景 | 第142-143页 |
| ·模型 | 第143-144页 |
| ·只有弹性散射时的解析研究 | 第144-145页 |
| ·数值结果 | 第145-147页 |
| ·小结 | 第147-148页 |
| 第七章 石墨烯中的自旋弛豫 | 第148-173页 |
| ·石墨烯中随机Rashba自旋轨道耦合导致的自旋弛豫：D'yakonov-Perel’和类Elliott-Yafet自旋弛豫机制的比较 | 第148-163页 |
| ·模型 | 第149-150页 |
| ·只有弹性散射时的解析研究 | 第150-156页 |
| ·数值结果 | 第156-161页 |
| ·小结和讨论 | 第161-163页 |
| ·低迁移率的波纹状石墨烯中的自旋弛豫 | 第163-173页 |
| ·模型 | 第164-166页 |
| ·数值结果 | 第166-171页 |
| ·小结 | 第171-173页 |
| 第八章 石墨烯中的自旋输运 | 第173-187页 |
| ·研究背景 | 第173-174页 |
| ·模型 | 第174-175页 |
| ·自旋弛豫 | 第175-176页 |
| ·自旋扩散和输运 只有弹性散射时的解析研究 | 第176-180页 |
| ·自旋扩散 | 第176-178页 |
| ·自旋输运 | 第178-180页 |
| ·自旋扩散和输运 数值结果 | 第180-184页 |
| ·自旋扩散的各向异性 | 第181-182页 |
| ·自旋扩散对化学掺杂的依赖 | 第182页 |
| ·散射对自旋扩散的影响 | 第182-183页 |
| ·电场下的自旋输运 | 第183-184页 |
| ·小结以及判定石墨烯中主要的自旋弛豫机制的可能方案 | 第184-187页 |
| 第九章 拓扑绝缘体表面态的输运性质和自旋弛豫 | 第187-202页 |
| ·研究背景 | 第187-188页 |
| ·模型 | 第188-190页 |
| ·低电场下只有弹性散射的解析研究 | 第190-193页 |
| ·电场导致的自旋极化 | 第191-192页 |
| ·无电场下的自旋弛豫 | 第192-193页 |
| ·数值结果 | 第193-201页 |
| ·电子在两个带间的重新分布 | 第193-195页 |
| ·电荷和自旋的输运 | 第195-199页 |
| ·库仑散射的效应 | 第199-200页 |
| ·自旋弛豫 | 第200-201页 |
| ·小结 | 第201-202页 |
| 第十章 多铁氧化物界面处二维电子系统的自旋输运 | 第202-208页 |
| ·研究背景 | 第202页 |
| ·模型 | 第202-203页 |
| ·SU(2)规范变换与有效磁场 | 第203-204页 |
| ·螺旋空间里的自旋弛豫 | 第204-205页 |
| ·自旋的扩散 | 第205-207页 |
| ·无散射时的解析解 | 第205-206页 |
| ·包含库仑散射的数值解 | 第206-207页 |
| ·小结 | 第207-208页 |
| 第十一章 总结 | 第208-211页 |
| 附录A 从动力学自旋Bloch方程到两分量的漂移—扩散方程 | 第211-213页 |
| 参考文献 | 第213-236页 |
| 本硕博期间发表的论文 | 第236-238页 |
| 致谢 | 第238页 |
