石墨烯基微纳结构中自旋相关的电子输运特性研究的开题报告.docx

石墨烯基微纳结构中自旋相关的电子输运特性研究的开题报告
一、选题背景
石墨烯是一种新型的二维材料，具有优异的电子传输特性、热导率和机械性能等特点。由于其单层结构和具有特殊的能带结构，石墨烯被广泛应用于电子器件、传感器、能源存储等领域。自旋电子学作为一种新兴的电子学领域，在近年来发展迅速并受到了广泛关注。在自旋电子学中，石墨烯具有天然的自旋选择性，因此逐渐成为其中重要的研究对象。本文旨在通过研究石墨烯基微纳结构中的自旋相关的电子输运特性，为石墨烯自旋电子学的研究提供基础，推动其在相关领域的应用。
二、研究目的与意义
本文的研究目的是研究石墨烯基微纳结构中的自旋相关的电子输运特性。具体而言，研究内容包括石墨烯器件中自旋泵或者自旋注入产生的自旋极化及其自旋输运特性，微纳结构对电子自旋输运的影响，以及如何通过微纳结构优化自旋电子输运性能等问题。本文的研究意义在于通过对石墨烯自旋电子学的研究，推动石墨烯在自旋电子学、磁性材料、量子计算等领域的应用。由于石墨烯的优良性质，石墨烯自旋电子学的研究不仅有助于推进新型电子器件的发展，同时也有助于提升我国科技水平。
三、研究内容及方法
本文主要内容包括三个部分：石墨烯器件中自旋泵或者自旋注入产生的自旋极化及其自旋输运特性、微纳结构对电子自旋输运的影响，以及如何通过微纳结构优化自旋电子输运性能。其中，研究方法主要包括理论计算和实验研究两个方面。具体而言，理论计算包括自旋密度泛函理论和非平衡格林函数方法等，实验研究则包括样品制备和表征以及相关实验测试等。通过以上研究方法，本文旨在深入研究石墨烯基微纳结构中的自旋相关的电子输运特性，并探究其在自旋电子学领域中的应用前景。
四、研究计划
第一年：石墨烯器件中自旋泵或者自旋注入产生的自旋极化及其自旋输运特性的理论研究。通过理论计算方法，探究石墨烯器件中自旋泵或者自旋注入产生的自旋极化及其在石墨烯中的自旋输运特性，为后续实验研究提供基础。
第二年：微纳结构对电子自旋输运的影响的实验研究。通过样品制备和表征以及实验测试等方法，针对不同形状和大小的微纳结构中自旋相关的电子输运特性进行实验研究，探究微纳结构对自旋电子输运的影响。
第三年：如何通过微纳结构优化自旋电子输运性能的综合研究。通过综合理论计算和实验研究的结果，探究如何通过微纳结构优化自旋电子输运性能，以及相应的机理与规律。
五、预期成果及应用前景
本文预计可取得以下科研成果：
1、深入研究石墨烯基微纳结构中的自旋相关的电子输运特性，对自旋电子学的研究做出了重要贡献。
2、提出了通过微纳结构优化自旋电子输运性能的思路和途径。
3、对于石墨烯自旋电子学的研究有重要的理论和实验意义，具有广泛的应用前景。
本文的理论和实验研究结果将有助于推动石墨烯在自旋电子学、磁性材料、量子计算等领域的应用。同时，本研究对于石墨烯自旋电子学的深入研究也将有助于提升我国科技水平。