| Abstract | 第1-7页 |
| Table of Content | 第7-10页 |
| List of Figures | 第10-18页 |
| List of Symbols and Abbreviations | 第18-20页 |
| Chapter 1 Introduction | 第20-42页 |
| ·Introduction to Mesoscopic Transport | 第20-23页 |
| ·Electronic Properties of Graphene | 第23-32页 |
| ·Hybridizations of Carbon Atoms in Graphene | 第24-26页 |
| ·Basic Properties of Graphene | 第26-29页 |
| ·Klein Tunneling in Graphene | 第29-30页 |
| ·Half Integer Quantum Hall Effect in Graphene | 第30-32页 |
| ·Brief Introduction to Spintronics | 第32-36页 |
| ·The Development of Spintronics | 第33-36页 |
| ·Graphene's Advantage for Spintrortics | 第36页 |
| ·Organization of This Thesis | 第36-38页 |
| References | 第38-42页 |
| Chapter 2 Theoretical For malisms for Quantum Transport | 第42-59页 |
| ·Scattering Matrix Theory | 第42-47页 |
| ·Definition of The Scattering Matrix | 第42-44页 |
| ·Combination of Scattering Matrices | 第44-45页 |
| ·Transmission Probability and Landauer-ButtikerFormula | 第45-47页 |
| ·Transfer Matrix | 第47-49页 |
| ·Definition of Transfer Matrix | 第47-48页 |
| ·Instability of Transfer Matrix | 第48-49页 |
| ·Green's Function Formalism | 第49-57页 |
| ·Two-Dimensional Tight-Binding Models | 第49-51页 |
| ·Green's Function Formalism | 第51-54页 |
| ·Application of Green's Function to Graphene Nanoribbons | 第54-57页 |
| References | 第57-59页 |
| Chapter 3 Spin-Polarized Quantum Pumping in Monolayer Graphene | 第59-84页 |
| ·Introduction to Quantum Pumping | 第59-62页 |
| ·Theory for Quantum Pumping in Graphene | 第62-67页 |
| ·General Formalism for Quantum Pumping | 第62-65页 |
| ·Scattering Matrix in Graphene | 第65-67页 |
| ·Theoretical Model for Spin-Polarized Quantum Pumping | 第67-68页 |
| ·Spin Current Generation by Adiabatic Weak Pumping | 第68-71页 |
| ·Generation of Large Spin Current in Graphene | 第71-80页 |
| ·Conclusion | 第80-82页 |
| References | 第82-84页 |
| Chapter 4 Pure Spin Current Generation by Quantum Pumping | 第84-99页 |
| ·Introduction | 第84页 |
| ·Theoretical Model | 第84-86页 |
| ·Results and Discussion | 第86-96页 |
| ·Conclusion | 第96-98页 |
| References | 第98-99页 |
| Chapter 5 Spin Transport in Graphene Spin-Orbit Barrier Structure | 第99-117页 |
| ·Introduction to Spin Orbit Interaction | 第99-102页 |
| ·Spin Orbit Interaction in Conventional 2DEG | 第99-101页 |
| ·Spin Orbit Interaction in Graphene | 第101-102页 |
| ·Kane and Mele Model | 第102-104页 |
| ·Energy Band Structure and Spin Direction | 第104-105页 |
| ·Theoretical Model and Formalism | 第105-107页 |
| ·Numerical Results and Discussion | 第107-114页 |
| ·Conclusion | 第114-115页 |
| References | 第115-117页 |
| Chapter 6 Spin Polarization Switching in Monolayer Graphene through aRashba Multi-Barrier Structure | 第117-134页 |
| ·Introduction | 第117-118页 |
| ·Model and Theory | 第118-123页 |
| ·Theoretical Model | 第118-119页 |
| ·The Scattering Matrix for Multi-RSOI Barrier Structure | 第119-123页 |
| ·Results and Discussion | 第123-131页 |
| ·Conclusion | 第131-133页 |
| References | 第133-134页 |
| Chapter 7 Conclusion and Future Work | 第134-142页 |
| ·Conclusion | 第134-136页 |
| ·Future Work | 第136-141页 |
| ·Introduction | 第136-137页 |
| ·Theoretical Formalism | 第137-138页 |
| ·Theoretical Model and Preliminary Results | 第138-141页 |
| References | 第141-142页 |
| Acknowledgements | 第142-143页 |
| List of Publications | 第143-145页 |
| 中文摘要 | 第145-152页 |
