等效平均自由径模型简介-台大物理系.pdfVIP

『等效平均自由徑模型』簡介 陳穗斌 嘉義大學應用物理學系 摘要： 等效平均自由徑模型(Effective mean-free-path model)是等價於傳統的玻爾茲曼 傳輸模型( Boltzmann transport equation model)，這兩套模型是被用來研究磁性複合薄 膜材料( magnetic multilayered system)中的傳輸行為，尤其是巨磁電阻(Giant magnetoresistance )及自旋電子累積(Spin accumulation)這兩類的研究。相較於玻爾茲 曼傳輸模型，等效平均自由徑模型在數學處理上相對地十分簡易，同時其間的物理過 程更容易被理解。 一、前言： 在傳統的塊材系統( bulk )上，可以使 (Spin-dependent electron transport)理論 用 Drude Model 來描述其電子傳輸行為： 中 ， 玻 爾 茲 曼 傳 輸 模 型 ( Boltzmann 體電流密度的大小正比於電導率和電場 transport equation model)是最具直觀的模 大小的乘積，其方向平行於電場的方向； 型。此模型是以電子分佈函數( Electron 電導率僅和物質特性有關，正比於體電荷 distribution)來描述被研究系統中的電子 密度和鬆弛時間。此外，更複雜像不同塊 傳輸行為；只要掌握了電子分佈函數的變 材系統的串、並聯組合，則可以歐姆定律 化情形，其所相對應的電阻值即可藉由統 的電阻串、並聯公式加以十分完善地描 計方法加以計算得出。至於電子分佈函數 述。 的變化，則是由玻爾茲曼傳輸方程式 近二十年來，由於人工合成奈米技術 (Boltzmann transport equation)出發，並考 的成熟，電子傳輸行為的研究已從傳統的 量材料間的關係相對應地給予適當的邊 塊材系統轉進至薄膜( film)系統