自旋电子学是研究利用电子的自旋属性进行信息存储、处理与传输的科学,属于纳米电子学的一个热门分支。基于半导体异质结与自旋轨道耦合相关的输运问题越来越成为一个热门的研究领域,特别是在没有外磁场情况下,控制电子的自旋在设计自旋注入器件和自旋筛中显得非常重要。基于半导体异质结的介观系统(人工低维量子结构),如量子线、量子点等将是纳米电路中的重要组成部分。因此,研究含自旋轨道耦合量子线的输运性质有很重要的基础意义和高技术应用背景。 本文采用有效质量自由电子模型,用散射矩阵方法在Landauer-Büttiker框架下,研究了Rashba自旋轨道耦合量子线连接两个正常导体电极系统的电子输运性质,得到了一些有意义的新结果。 全文共分为四章。第一章和第二章简要介绍闪锌矿结构半导体及其异质结中电子自旋轨道耦合的起源以及对自旋极化输运影响研究的历史与现状,包括自旋轨道耦合的类型和物理根源、自旋积累、自旋进动、自旋激化输运以及自旋流与Hall效应等。 在我们自己的工作第三章中,我们系统地研究了一个两端连接正常导体电极自身含有Rashba自旋轨道耦合的量子线系统的电子输运性质。在自由电子近似下,我们采用散射矩阵方法、通过解析分析和数值计算,发现这种同时具有自旋轨道耦合与非绝热电极-量子线耦合的系统呈现分数电导和在某些特殊尺寸下出现自旋极化电流的特性。基于这一特性,我们就可以找到一种在不加外场的情况下获得自旋极化电流的方法,并可以用它来设计一个自旋筛。 第四章我们对本文的工作进行了简要的总结,并对这一研究领域的发展前景作了简要的展望。