Zitterbewegung of electrons and holes in III-V semiconductor quantum wells
zitterbewegung的概念是相对论性量子力学的一个长期预测。在这里,我们扩展了较早的理论研究,这种现象的情况下,III-V族锌半导体表现出特别强的自旋轨道耦合。这种特性使得由这些材料制成的纳米结构非常适合于可能的zitterbewegung实验观察系统。我们的研究包括电子在n掺杂量子阱的Rashba和Dresselhaus自旋轨道相互作用的影响下,也是二维空穴气。此外,我们给出了一个详细的分析,电子zitterbewegung量子线似乎特别适合于实验观察这种效果。
2005-12-07 cond-mat.mes-hall quant-ph
A new phenomenon in graphene: The pseudospinorial Zitterbewegung
我们预测了单层石墨烯中一种新的赝自旋相关现象,并对纳米自旋电子器件\emph{via}进行了数值模拟。我们提出了一种新的理论方法来描述狄拉克费米子的动力学,从经典的理论模型。更重要的是,我们发现了每个亚晶格态的概率密度时间分布中的摆动反相振荡的有趣证据,我们称之为赝旋Zitterbewegung效应(PZBE)。PZBE受到强瞬态特性的调制,衰减时间为飞秒。有趣的是,PZBE的几个特征变得可调,甚至在狄拉克点附近完全消失,以及对称的赝自旋配置。我们在一次模拟中观察到了完美的克莱因隧穿和完美的反克莱因背散射的证据,据我们所知,这对Q1 D-MLG来说是前所未有的。
2020-10-17 cond-mat.mes-hall
Magnetic focusing of charge carriers from spin-split bands: Semiclassics of a Zitterbewegung effect
本文从理论上研究了固体中载流子的回旋运动与自旋分裂之间的相互作用。虽然我们的许多结果适用于更普遍的,我们特别侧重于讨论Rashba模型描述的电子在非对称半导体异质结构的导带。适当的半经典极限的区别,描述各种情况下的实验兴趣。我们的分析公式,充分考虑塞曼分裂,用于分析最近的磁聚焦数据。令人惊讶的是,事实证明,即使当Rashba和Zeeman自旋分裂能量处于相同的量级时,Rashba效应也可以主导回旋加速器轨道的分裂。我们还发现,自旋相关的回旋运动的起源可以追溯到Zitterbewegung类振荡动力学的载流子从自旋分裂带。讨论了这两种现象之间的关系,并估计了Zitterbewegung相关修正对载流子正则位置的影响。
2007-08-29 cond-mat.mes-hall
Zitterbewegung Effect and Quantum Geometry in Non-Hermitian Exciton-Polariton Systems
本研究解析推导了非厄米系统中波包动力学的半经典运动方程,揭示了由非厄米自旋动力学引起的颤振效应,并发现可用非厄米量子度规张量表示的群速度新颖修正。
2025-10-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.other quant-ph
Topological Force and Torque in Spin-Orbit Coupling System
研究了自旋轨道耦合系统中的拓扑力和拓扑力矩。结果表明,拓扑力和拓扑力矩表现为电磁场中的纯相对论性量子效应。拓扑力和扭矩的起源都是Zitterbewegung效应。考虑到自旋轨道耦合的非线性行为,我们讨论了拓扑力驱动的可能现象。
2007-03-02 cond-mat.mes-hall
Zitterbewegung of electrons in quantum wells and dots in presence of an in-plane magnetic field
研究了面内磁场对半导体量子阱和具有Rashba和Dresselhaus自旋轨道相互作用的量子点中电子的zitterbewegung(ZB)的影响.我们得到了半导体量子阱中电子的位置矢量和电流随时间演化的一般表达式。振荡运动的振幅与动量空间中的Berry联系直接相关。我们发现,在磁场的存在下,量子阱中的ZB不消失时,Rashba和Dresselhaus自旋轨道相互作用的强度是相等的。即使在$k_0 d$(其中$d$是高斯波包的宽度,而$k_0$是初始波矢量)的低值下,面内磁场也有助于维持量子阱中的ZB。具有高Lande g因子的半导体量子阱(例如InSb)中的电子的抖动运动即使在低的$k_0 d$值下也维持很长时间。在此基础上,我们进一步数值研究了电子在量子点中的量子能带。即使当不存在磁场以及当SOI的强度相等时,抖动运动也持续时间。量子点中的ZB是由于对应于系统能量本征值的所有可能差异的振荡运动的叠加。这是多频ZB现象的另一个示例。
2012-04-19 cond-mat.mes-hall quant-ph
Anomalous Electron Trajectory in Topological Insulators
提出了拓扑绝缘体中电子轨道运动的一般理论。面内电场驱动自旋向上和自旋向下的电子弯曲到相反的方向,并且在样品的边界附近形成跳跃轨道运动,这是整数量子霍尔效应的对应物。通过调节外部电场可以发现和控制伴随的Zitterbewegung。超快翻转的电子自旋导致拓扑绝缘体中的量子侧跳,以及具有自旋轨道相互作用的二维电子气中的蛇形轨道运动。这个特性提供了一种通过操纵电子自旋来控制电子轨道运动的方法。
2016-01-13 cond-mat.mes-hall
Trembling electrons cause conductance fluctuation
非常成功的狄拉克方程可以预测特殊的效应,如克莱因隧道和电子的“Zitterbewegung”(德语为“颤抖运动”)。自薛定谔首次发现Zitterbewegung(ZB)以来,它一直被认为是理解相对论性量子力学的关键。然而,观察电子的原始ZB太困难了,因此已经提出了使用实体模型的各种仿真,并取得了一些成功。人们对半导体和石墨烯中的电荷输运期望很高;然而,很少有关于它们的报道。在这里,我们报告说,ZB有一个令人惊讶的大的影响,当我们玩“平弹球”与这种颤抖的电子在半导体纳米结构的电荷传输。这里的阶段是一个狭窄的带状的InAs二维电子气与强大的Rashba自旋轨道耦合。六个量子点接触(QPC)作为弹球袋连接到条带。在两个QPC之间的传输中,ZB表现为相对于面内磁场的大的可再现电导波动。数值模拟成功地再现了我们的实验观察,证明了ZB引起了一种新的电导涨落。
2016-11-21 cond-mat.mes-hall
Spin-orbit interaction in symmetric wells with two subbands
研究了具有两个子带的量子阱中二维电子气的自旋轨道相互作用。从$8\times 8$凯恩模型,我们得到了一个新的子带间诱导的S-O项,它类似于Rashba S-O的函数形式,但即使在\emph{symmetric}结构中也是非零的。这是由于受限态(偶/奇)的独特奇偶性,它消除了对非对称势的需要。我们自洽地计算新的s-o耦合强度为现实的井,并发现它与通常的Rashba常数。我们的新的s-o项引起非零的弹道自旋霍尔电导率,其改变符号作为费米能量($ε_F$)的函数,并且可以诱导具有摆线轨迹\textit{without}磁场的不寻常的\emph{zitterbewegung}。
2007-08-17 cond-mat.mes-hall
An Unusual Dresselhaus Spin-Orbit Contribution of Even Order in Momentum
Qufu Normal University(曲阜师范大学);Jining University(济宁学院);Universidade Federal de Uberlândia(乌贝拉巴联邦大学);Chinese Academy of Sciences(中国科学院);Beijing Computational Science Research Center(北京计算科学研究中心)
本研究通过模型计算与对称性分析,在半导体异质结构中发现了动量偶阶的二次Dresselhaus自旋轨道项,揭示其引发的多种反常量子现象,为自旋电子学功能开发提供了新途径。
2025-11-08 cond-mat.mes-hall
Trembling Motion of Exciton-Polaritons Close to the Rashba-Dresselhaus Regime
本研究在室温钙钛矿微腔中引入液晶分子,实现了具有可调 Rashba-Dresselhaus 自旋-轨道耦合的激子极化子,并观察到其垂直于流动方向的 Zitterbewegung 颤动运动及连续的相对论性转变,为模拟相对论量子物理铺路。
2024-05-30 cond-mat.mes-hall physics.optics
Two dimensional electron liquid in the presence of Rashba spin-orbit coupling: symmetric momentum space occupation states
局部电子自旋量子化轴在动量空间中的取向被确定为在Rashba自旋轨道耦合的存在下确定二维电子液体的状态的最重要的物理变量。在平均场论中,可以识别出几个相位,其特征在于简单的对称动量空间占据。这个问题承认统一的顺磁性以及自旋极化手性解决方案。后者在动量空间中具有非平凡的自旋纹理,并且由非相互作用哈密顿量的解的状态构造而成。本文还讨论了广义手征性的概念以及空间均匀态的稳定性。
2007-02-03 cond-mat.mes-hall
Understanding spin transport from the motion in SU(2)$\times$U(1) fields
从一个连续的充电顶部构成,我们制定了经典的对应先前获得的协变连续性方程的自旋电流。这样的公式提供了一个直观的图片来阐明自旋电流的不守恒和解释的条件出现的一个无限的自旋弛豫时间。这也有助于讨论具有Dresselhaus和Rashba自旋轨道耦合的一维量子线中的自旋进动。此外,我们推导出的电荷和自旋密度的扩散方程,并发现它们相互耦合,由于Zitterbewegung。
2008-03-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Trapped-ion Lissajous trajectories
在这里,我们提出了一个协议,用于生成Lissajous曲线与被困离子的工程Rashba和Dresselhaus型自旋轨道相互作用在保罗陷阱。我们的装置提供的独特的各向异性Rashba $α_{x}$、$α_{y}$和Dresselhaus $β_{x}$、$β_{y}$耦合也使我们能够获得“不寻常的”Zitterbewegung,即,电子相对论性颤动运动的半导体模拟物,在没有磁场的情况下具有摆线轨迹。我们还介绍了有界SO相互作用,局限于一个上限振动子空间的Fock状态,作为一个额外的机制来操纵被困离子的Lissajous运动。最后,我们占耗散效应的振动自由度的离子,并发现Lissajous轨迹仍然是强大的,以及现实的参数定义。
2015-02-25 cond-mat.mes-hall quant-ph