自旋电子学与自旋极化输运的理论视角

综述了自旋电子学和自旋极化输运中若干基本重要问题，其中一些特别强调其在量子计算和量子动力学相干控制中的应用。讨论了固态环境在电子自旋退相干中的作用。特别地，在近期理论和实验进展的背景下，仔细研究了自旋轨道相互作用对传导电子自旋弛豫的限制效应。大多数提出的自旋电子学器件涉及各种混合结构界面处的自旋极化输运。这里讨论的具体例子——磁性半导体/超导体界面——展示了复杂自旋相关界面在自旋极化输运中引入的诸多复杂性。据提出，超导体中的纠缠电子对（库珀对）可以转移到非超导区域，从而分离以进行自旋纠缠的输运研究。固体中电子和核自旋纠缠的若干重要量子计算理论提案被讨论。讨论了这些提案有用的物理要求，并提出了一些替代观点。最后，回顾了半导体中核自旋的光学控制这一最新发现，并将其置于长期寻找电子控制核动力学的背景下。