Effect of magnetic field on intersubband polaritons in a quantum well: Strong to weak coupling conversion
本文从理论上研究了磁场对置于光学谐振腔中的非对称量子阱中子带间极化激元的影响。结果表明，场诱导的电子子带在阱中的抗磁位移增加了相应的子带间电子跃迁的光线的加宽。因此，磁场可以将极化激元系统从强光-物质耦合区切换到弱光-物质耦合区。这种效应为利用磁场有效控制极化激元器件铺平了道路。
2016-07-27 cond-mat.mes-hall
Anisotropic splitting of intersubband spin plasmons in quantum wells with bulk and structural inversion asymmetry
在半导体异质结构中，体和结构反转不对称性和自旋轨道耦合诱导了价和导子带的k依赖自旋分裂，这可以被视为由动量依赖的晶体磁场引起的。本文研究了这些有效磁场对非对称n型GaAs/AlGaAs量子阱中子带间自旋动力学的影响。我们用线性响应理论计算了子带间自旋等离子体激元的色散。所谓的D 'yakonov-Perel'退相干机制对于集体子带间激发是不活跃的，即，晶体磁场不会导致自旋等离子体激元的退相干。相反，我们预测，在子带间自旋动力学的体和结构反转不对称的主要签名是一个三倍，各向异性分裂的自旋等离子体色散。指出了多体效应的重要性，讨论了用非弹性光散射进行实验观测的条件。
2003-07-05 cond-mat.mes-hall
Twisted-light-induced intersubband transitions in quantum wells at normal incidence
从理论上研究了具有轨道角动量的激光束（扭曲光）垂直入射半导体量子阱时引起的子带间跃迁。由于准直激光束在传播方向上呈现光的电场的分量，这些转变在没有光栅的情况下成为可能。在傍轴近似下，导出了用矢量势表示的贝塞尔型扭曲光束的光-物质相互作用矩阵元。然后，我们考虑了光激发电子在标准半导体量子阱的第一和第二子带之间进行子带间跃迁的动力学。最后，我们分析了轻物质矩阵元素，以评估在小半导体结构的情况下，对于给定的光束轨道角动量，哪些跃迁更有利。
2013-09-06 cond-mat.mes-hall physics.optics
Gyrotropy and magneto-spatial dispersion effects at intersubband transitions in quantum wells
从理论上研究了多量子阱结构的旋光特性。对沿[001]、[110]和[311]晶向生长的结构进行对称性分析，得到了旋向性张量分量。建立了圆二色性和天然旋光性信号的角度依赖性。对于光子能量接近于子带间光跃迁能量的情况，建立了基于尺寸量子化子带自旋轨道分裂的唯象模型和微观理论。磁空间色散效应所产生的子带间能隙的电子动量线性的抗磁位移也被认为是。它表明，的回旋和磁空间色散常数的光谱依赖性代表一个不对称的峰值与平均电子能量的不对称程度。估计表明，所考虑的影响在实验中是可检测的。
2012-01-11 cond-mat.mes-hall
Magnetoconductivity oscillations induced by intersubband excitation in a degenerate 2D electron gas
从理论上研究了简并多子带二维电子系统中激发子带非平衡布居引起的磁导振荡和绝对负电导。从平衡的位移，这可能是由共振微波激发或任何其他原因引起的，被假定为这样的电子分布不能再由一个单一的费米能级来描述。在这种情况下，除了发生在Shubnikov-de Haas条件和正常的子带间散射的小峰，具有不同形状的符号变化的振荡是可能的。我们还发现，即使是一小部分电子转移到激发子带可以导致负电导效应。
2020-07-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Optical realization of magneto-intersubband oscillations
本文在GaAs双子带量子阱中实现磁子带间振荡的光学观测，验证了结合直流振荡与MIRO的简化理论模型，并发现光电阻对圆偏振符号敏感。
2024-02-09 cond-mat.mes-hall
Spin current injection by intersubband transitions in quantum wells
我们发现，一个纯粹的自旋电流可以注入量子阱中的线性偏振红外辐射的吸收，导致子带之间的跃迁。自旋电流的大小和方向取决于Dresselhaus和Rashba自旋轨道耦合常数和光频率，因此，可以通过改变光频率和/或在量子阱上施加外部偏压来操纵。注入的自旋电流应该可以通过反常自旋霍尔效应产生的电压或通过空间分辨的泵浦-探测光谱学来观察。
2005-04-06 cond-mat.mes-hall
Spin-Excitation-Instability-Induced Quantum Phase Transitions in Double-Layer Quantum Hall Systems
在含时Hartree-Fock近似下，研究了$ν=2$中双层量子霍尔系统的子带间自旋密度集体模.我们发现，这些子带间的自旋密度激发可能会软化实验条件下，一个相变到一个新的量子霍尔态与层间面内反铁磁自旋相关。我们证明了这种新的倾斜反铁磁相是能量稳定的，并且相变是连续的。
1997-02-05 cond-mat.mes-hall
Coulomb-induced synchronization of intersubband coherences in highly doped quantum wells and the formation of giant collective resonances
本研究针对高掺杂半导体量子阱的光学响应异常问题，基于Hartree-Fock近似的密度矩阵方程，揭示库仑诱导的子带间相干同步机制，并用N耦合振子解析理论描述高掺杂下的光物质相互作用，预测蓝移集体共振的特性。
2023-03-13 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Optical Response of Grating-Coupler-Induced Intersubband Resonances: The Role of Wood's Anomalies
从理论和实验两方面研究了准二维电子系统中光栅耦合器引起的子带间集体跃迁。对抛物量子阱中的准二维电子气样品进行了远红外透射实验。对于不同周期的矩形光栅耦合器，我们观察到传输线形状和峰高对光栅周期的强烈依赖性，即对从衍射光束到集体子带间共振的波矢量转移的依赖性。结果表明，随着光栅周期的增加，线的形状从洛伦兹变换成强非对称的线形。在理论上，我们用局域光学的传输矩阵法处理这个问题，并应用模式展开法计算光栅的影响。光学单轴准二维电子气描述的随机相位近似的长波长限制的本地介电张量，其中包括尺寸量子化的影响。我们的理论很好地再现了实验线型。传输线形状的变形，我们解释这两种类型的伍德异常的发生。
1997-02-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Torsion-controlled spin transport and tunable intersubband absorption in a screw-dislocated semiconductor nanowire
Universidade Federal do Maranhão（马拉尼昂联邦大学）
基于有效质量理论，研究含均匀螺旋位错扭转的有限半导体纳米线中自旋分辨输运和子带间光吸收，揭示自旋选择扭转区间及其与塞曼分裂的线性关系，并考虑有限尺寸效应。
2026-06-17 cond-mat.mes-hall
Charge induced coherence between intersubband plasmons in a quantum structure
在这项工作中，我们研究了一个低维半导体系统，其中的光-物质相互作用是由大量的偶极振子，在不同的频率，相互锁定库仑相互作用的合作行为增强。我们的实验和理论证明，由于这种现象，具有几个被占用的子带的半导体量子阱的光学响应是一个单一的尖锐的共振，与一个明亮的多子带等离子体激元的激发。这种效应说明了二维系统的整个振子强度如何能够独立于限制势的形状而集中到单个共振中。当这种合作激发调谐在谐振腔模式，它们的耦合强度可以单调增加的电子密度，允许实现的超强耦合制度，室温。
2012-12-18 cond-mat.mes-hall quant-ph
Collective excitations in two-component one-dimensional massless Dirac plasma
研究了两个能量分裂的一维无质量狄拉克费米子子带通过自旋轨道相互作用耦合系统中的长波等离子体振荡谱。这样的系统可以由半导体过渡金属二硫属化物单层中的边缘子带形成。无质量狄拉克费米子的子带内跃迁产生了子带内一维等离子体激元的光学和声学无隙分支。结果表明，光支具有量子特性，群速度与普朗克常量的平方根成反比，而声支具有经典特性，群速度与边缘子带速度的几何平均值成正比.自旋-轨道相互作用，允许子带间跃迁的系统中，结果出现两个分支的子带间一维等离子体：上和下的。上、下分支在小波矢处有缺口，分别以正、负群速度演化，这是费米能级边缘子带能量分裂的结果。这两个子带间的分支邻接子带间的单粒子激发连续从上面，而在边缘子带的速度不相等的情况下，较低的经验朗道阻尼在小波矢量。此外，较低的分支，在非零波矢量处达到零频率，将其群速度从负变为正。
2018-08-15 cond-mat.mes-hall
Giant Tunability of Intersubband Transitions and Quantum Hall Quartets in Few-Layer InSe Quantum Wells
本文研究了少层 InSe 量子阱中第二子带的静电填充与调控，通过控制层厚和面外位移场实现了子带能量、填充及自旋轨道耦合的巨大可调性，调制幅度可达 350% 或 250 meV 以上，展示了其在可调谐红外与太赫兹器件中的应用潜力。
2024-02-23 cond-mat.mes-hall
Spin drift and diffusion in one- and two-subband helical systems
本文采用Rashba模型、线性Dresselhaus模型和立方Dresselhaus模型以及子带间自旋-轨道耦合模型，发展了二维电子气中自旋漂移和扩散的理论。额外的子带自由度引入了新的特性的持续自旋螺旋（PSH）动力学。如前所述，对于可忽略的子带间散射率，独立子带的磁化强度之和导致具有长自旋寿命的交叉PSH的棋盘图案。对于强子带间散射，我们的快速子带动力学模型作为一个新的随机变量，产生一个动力学集的两个子带的平均自旋轨道耦合。在这种情况下，交叉PSH变成各向同性，呈现具有短自旋寿命的圆形（贝塞尔）图案。此外，有限的漂移速度破坏了平行方向和横向方向之间的对称性，使图案变形和拖曳。我们发现最大自旋寿命随着漂移速度的增加而偏离PSH区。我们提出了这些情况下的近似解析解，并定义其有效域。讨论了磁场和初始包宽的影响。
2017-03-16 cond-mat.mes-hall
Rashba interaction in quantum wires with in-plane magnetic fields
我们分析了在自旋轨道耦合和面内磁场存在下弹道准一维系统的光谱和输运性质。我们的研究结果表明，Rashba进动和子带间耦合必须同等对待的波矢量附近的磁场诱导间隙。我们发现，子带间耦合限制了负有效质量的发生在间隙边缘和修改的线性电导曲线在强耦合限制。讨论了磁场对金属丝磁化自旋织构取向的影响。
2005-12-14 cond-mat.mes-hall
Intersubband spin-density excitations in quantum wells with Rashba spin splitting
在反转非对称半导体中，自旋-轨道耦合引起价带和导带的k依赖性自旋分裂，这是体结构和异质结构中自旋退相干的众所周知的原因。因此，在器件应用中操纵非平衡自旋相干性需要理解价带和导带自旋分裂如何影响载流子自旋动力学。本文研究了量子阱中集体子带间自旋密度激发（SDES）的退相干机制的相关性。线性自旋密度矩阵响应的密度泛函形式主义，描述了在量子阱的子带，可能是非抛物线和自旋分裂由于体或结构反转不对称（Rashba效应）的导带中的SDES。作为一个例子，我们考虑一个40 nm的GaAs/AlGaAs量子阱，包括Rashba自旋分裂的导子带。我们发现一个耦合和波矢依赖分裂的纵向和横向的SDES。然而，由于动力学交换和关联产生的集体效应，SDES的退相干不是由子带自旋分裂决定的。
2002-06-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Optical intersubband properties of a core-shell semiconductor-topological insulator quantum dot described by $θ$-Electrodynamics
分析了在均匀外磁场作用下，同心嵌入核壳结构GaAs量子点单电子系统中的球形拓扑绝缘体的光学性质.在$θ$ -电动力学的有效框架下计算了拓扑绝缘体的磁电响应，该框架允许通过格林函数方法解析计算感生电势和感生磁势。在有效质量近似下构造了GaAs的哈密顿量，并采用拉格朗日网格法数值求解了相应的薛定谔方程。我们计算的总吸收系数和折射率的变化给出的非线性迭代密度矩阵形式主义到三阶。我们的研究结果表明，磁电材料的存在下，导致新的偶极跃迁，否则不允许。此外，发现当入射光偏振方向平行于外部磁场时，与垂直偏振相比，光子吸收增强。此外，我们报告了一个明显的蓝移的光学功能时，$θ$参数的值增加。这些结果可用于磁电极化率的间接实验测量，磁电极化率与QED精细结构常数$α$成正比。
2020-04-19 cond-mat.mes-hall
Parallel magnetic field induced strong negative magnetoresistance in a wide p-Ge_{1-x}Si_x/Ge/p-Ge_{1-x}Si_x quantum well
在含有准二维空穴气的宽Ge_{1-x} Si_x/Ge/p- Ge_{1-x} Si_x量子阱（QW）中，在面内磁场作用下出现了负磁电阻效应，当磁场大于12 T时，磁电阻效应最大可达零场值的30-40%.在中间宽度和空穴密度的量子阱中，这种负磁阻可以解释为由于上子带减少而引起的子带间散射的抑制。对于最宽的量子阱与最高的空穴密度，其中的空穴气体被分为两个子层，类似的负磁阻被观察到，并初步解释为也是由于抑制子带间的散射，但子带是最低的对称和反对称状态的双量子阱结构。这些子带在面内磁场下不是在能量上垂直移动，而是沿着波矢水平移动。
2001-03-16 cond-mat.mes-hall
Magnetic field induced luminescence spectra in a quantum cascade laser
本文研究了在与电子面垂直的方向倾斜的外加磁场作用下量子级联激光器的发光光谱。倾斜场的作用是允许新的光学跃迁，因为子带间回旋能量的耦合。我们发现，通过调节外加场，可以得到不同能量的光学跃迁，这些跃迁与零场跃迁一样尖锐。
2000-08-25 cond-mat.mes-hall
Plasmons in the presence of Tamm-Shockley states with Rashba splitting at noble metal surfaces
Au（111）或类似的贵金属表面具有Tamm-Shockley表面态，已知其具有$Δ=0.1$ eV级的Rashba型的相当大的自旋-轨道分裂。当与电磁场相互作用时，当场的频率接近自旋-轨道分裂$Δ$的能量时，预期这些状态具有共振。这些共振起源于自旋分裂子带之间的子带间跃迁。这种共振可以在表面阻抗的频率依赖性中观察到。薄金属膜中的等离子体激元是无隙的，并且可以受到这些自旋共振的强烈影响，当其与$ω=Δ$线相交时，获得光谱的显著修改。最后，一个有趣的演示子带间的共振时，可以得到金属薄膜涂有离子的纵向/横向光学声子的频率以上/以下$Δ$。两个光学声子频率之间的介电函数是负的，这禁止了常规等离子体激元-极化激元的传播。然而，自旋轨道分裂表面态的存在允许等离子体激元存在于这个禁止的频率范围内。
2008-11-26 cond-mat.mes-hall
Spin drift-diffusion for two-subband quantum wells
控制自旋动力学和自旋寿命是自旋电子学的主要挑战之一。为此，在二维电子气（2DEG）的自旋扩散的研究表明，当Rashba和Dresselhaus自旋轨道耦合（SOC）是平衡的，一个持久的自旋螺旋制度出现。在那里，条纹自旋模式显示出很长的寿命，仅受立方Dresselhaus SOC的限制，并且其动力学可以由面内漂移场控制。在这里，我们推导出一个自旋扩散方程的非简并两个子带2DEG。结果表明，由子带密度重叠定义的子带间散射率作为控制自旋动力学的一个新的参数，可以由电场控制，并且在对称量子阱中最大.我们发现，对于大的子带间耦合的动态遵循一个有效的扩散矩阵的子带平均矩阵的约一半。这个额外的1/2因子来自于Matthiessen规则对子带内和子带间散射率的求和，并且导致降低的扩散常数和较大的自旋寿命。我们说明了我们的研究结果与数值解的扩散方程的参数从现实的薛定谔-泊松计算。
2021-04-10 cond-mat.mes-hall
Cavity modification of magnetoplasmon mode through coupling with intersubband polaritons
ETH Zürich（苏黎世联邦理工学院）；National Institute of Optics (CNR-INO)（意大利国家光学研究所）；School of Electronic and Electrical Engineering, University of Leeds（利兹大学电子与电气工程学院）；Department of Electrical and Computer Engineering, University of Waterloo（滑铁卢大学电气与计算机工程系）；Pitaevskii BEC Center, CNR-INO and Dipartimento di Fisica, Università di Trento（特伦托大学物理系及CNR-INO皮塔耶夫斯基玻色-爱因斯坦凝聚中心）；Centre de Nanosciences et de Nanotechnologies (C2N), CNRS UMR 9001, University of Paris-Saclay（巴黎萨克雷大学纳米科学与工程研究中心）
通过耦合亚带极化子与磁腔模式，研究强磁场下磁等离子体激发的耦合特性及腔体对二维电子气响应的修改。
2026-03-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Intersubband electric dipole spin resonance in transition metal dichalcogenide heterobilayers
L. D. Landau Institute for Theoretical Physics（列夫·朗道理论物理研究所）；Ioffe Institute（约费研究所）
研究了过渡金属二硫化物异双层中电偶极子自旋共振现象，通过分析对称性发现异双层的降低对称性使电场能够耦合传导带自旋亚带，提出了光学选择规则，并揭示了自旋轨道耦合诱导的布洛赫态混合机制，导致非零动量矩阵元和有效哈密顿量中的自旋依赖项，即拉沙效应，且电偶极子自旋翻转速率远高于磁偶极子自旋翻转速率。
2026-05-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Interference of magnetointersubband and phonon-induced resistance oscillations in single GaAs quantum wells with two populated subbands
在大填充因子下，研究了具有两个布居子带的GaAs量子阱中的低温电子磁输运。磁子带间（MIS）和声声子诱导的耗散电阻振荡被发现是共存的，但相互干扰。实验表明，MIS振荡的振幅显着增强声子，声子散射和子带间电子跃迁之间的“建设性干涉”。量子振荡的温度阻尼被发现与相当大的电子-电子散射引起的朗道能级展宽有关。
2009-12-22 cond-mat.mes-hall
Spin-orbit interaction in GaAs wells: From one to two subbands
我们研究了GaAs量子阱中的Rashba和Dresselhaus自旋轨道（SO）耦合，阱宽范围为$w$，允许电子占据从一个子带过渡到两个子带。通过进行详细的泊松-薛定谔自洽计算，我们确定了所有子带内和子带间的Rashba（$α_1$，$α_2$，$η$）和Dresselhaus（$β_1$，$β_2$，$Γ$）耦合强度。对于仅占据一个子带的相对窄的孔，我们的结果与Koralek \emph{et al.} [Nature \bfs{48}，610（2009）]的数据一致，即，Rashba耦合$α_1$基本上与$w$无关，这与线性Dresselhaus系数$β_1$的减小相反。当我们加宽阱使得第二子带也可以被填充时，我们观察到$α_2$减小而$α_1$增大，两者几乎与$w$成线性关系。有趣的是，我们发现在研究的参数范围内（即，非常不对称的井）$α_2$可以达到零并改变其符号，而$α_1$总是正的。在$w$的这种双占有状态中，$β_1$大部分是恒定的，而$β_2$随着$w$而降低（类似于单占有状态的$β_1$）。另一方面，子带间Rashba耦合强度$η$随着$w$而减小，而子带间Dresselhaus $Γ$几乎保持不变。我们还确定了持久的自旋螺旋对称点，在每个子带中的Rashba和重整化（由于立方校正）的线性Dresselhaus耦合是相等的，作为阱宽和掺杂不对称性的函数。我们的研究…
2015-02-05 cond-mat.mes-hall
Spin-dependent Fano resonance induced by conducting chiral helimagnet contained in a quasi-one-dimensional electron waveguide
通过含有施主杂质的电子波导的传导出现法诺共振。在本工作中，我们考虑了一维波导模型中的薄膜导电手征helimagnet（CCH）作为施主杂质。由于自旋螺旋耦合，直接传输通道和子带间传输通道之间的干涉引起自旋相关的Fano共振效应。自旋相关的Fano共振灵敏地依赖于螺旋的螺旋度。通过调节CCH势阱深度和入射能量，这提供了一种潜在的方法来检测CCH中的自旋结构。
2013-01-26 cond-mat.mes-hall
Microwave-induced zero-resistance states in a high-mobility two-subband electron system
在本研究中，我们使用选择性掺杂的GaAs/AlAs异质结来制造一个高迁移率的两个子带电子系统，在子带中具有实质上不同的电子浓度。我们观察到微波光电阻在高数量的磁子带间振荡（MISO）。所研究的系统演示了微波诱导电阻振荡（MIRO）和MISO干扰。与MISO相比，所研究的两子带系统中的MIRO出现在较低的磁场中。这是一个迹象，一些未知的机制，存在于两个子带系统，是负责MISO振幅阻尼在低磁场，而它不影响MIRO振幅。在微波辐照下，在MISO最大值附近的窄范围磁场内，所研究的体系出现零电阻态（ZRS）。
2017-12-26 cond-mat.mes-hall
Effects of interaction on field-induced resonances in confined Fermi liquid
我们考虑二维电子气在简谐势作用下被横向限制在窄通道中。当塞曼分裂匹配子带间分离时，非局域自旋极化产生最小值，如Frolov等人[Nature（London）458，868（2009）]所报道的。这种现象被称为弹道自旋共振，是由于最近的相反极化的子带之间的简并性被自旋轨道耦合提升。我们发现，共振幸存的弱和短程相互作用。后者使它失谐，结果使塞曼分裂发生位移，在塞曼分裂处自旋极化出现最小值。在这里，这种转变归因于缺乏科恩定理的自旋晃动集体模式。通过对费米液体中自旋晃动模式的分析，定性地描述了由于弱相互作用引起的自旋位移。
2014-10-22 cond-mat.mes-hall
Fano-Rashba effect in a quantum wire
我们预测了具有局域自旋轨道（Rashba）耦合的半导体量子线中Fano线型的出现。我们表明，Rashba相互作用在严格的一维通道作为一个有吸引力的杂质，导致纯粹的束缚态的形成。在准一维系统中，这些束缚态通过Rashba子带间混合耦合到传导态，从而引起线性电导平台的明显下降。我们给出了精确的数值结果，并提出了一个近似模型捕捉的效果的主要成分。
2006-08-23 cond-mat.mes-hall
Gate control of the spin mobility through the modification of the spin-orbit interaction in two-dimensional systems
自旋阻力测量是在一个二维的电子系统设置接近交叉自旋螺旋制度，并耦合强子带间散射。在具有长自旋寿命和高电荷迁移率的罕见组合的样品中，漂移输运允许我们确定自旋轨道场和自旋迁移率各向异性。我们使用了一个随机游走模型来描述系统的动力学，并发现良好的协议Rashba和Dresselhaus耦合。提出的两个子带系统显示了一个大的调谐杠杆臂的Rashba常数与栅极电压，这提供了一个新的路径走向自旋晶体管。此外，数据显示了由自旋轨道常数控制的大自旋迁移率，所述自旋轨道常数沿着垂直于漂移速度的方向设置场。这项工作直接揭示了作为各向异性自旋轨道场的强度的函数的自旋极化包的运输中所经历的阻力。
2017-05-18 cond-mat.mes-hall
Artificial Gauge Field and Quantum Spin Hall States in a Conventional Two-dimensional Electron Gas
在Born-Oppemheimer近似下，我们将自旋轨道耦合系统中的总电子哈密顿量分解为慢轨道运动和快带间跃迁过程。我们发现，快速运动诱导规范场慢轨道运动，垂直于电子动量，诱导拓扑相。从这个一般设计原理出发，我们提出了一种在抛物线渐变GaAs/In $_{x}$ Ga $_{1-x}$ As/GaAs量子阱中产生人工规范场和拓扑相的理论。通过调整反点晶格的刻蚀深度和周期，叠加势引起的能带折叠导致了能带的形成和相邻子带之间的能带反转。子带间的自旋轨道相互作用打开了相当大的非平凡的迷你间隙，并导致许多对螺旋边缘状态在这些间隙。
2015-04-24 cond-mat.mes-hall
Non-linear transport phenomena in a two-subband system
我们研究了在垂直磁场中具有两个紧密分布的电子子带的高迁移率双层系统中的非线性输运现象。对于一个温和的直流激励，我们观察到零微分电阻状态的特征1/B周期。我们调查，从实验和理论上，霍尔场致电阻振荡调制的高频磁子带间振荡在我们的系统中，如果我们增加的电流。我们还观察和描述的影响，直流对磁电阻在微波辐射的存在。
2011-10-10 cond-mat.mes-hall
Spin orientation and spin currents induced by linearly polarized light
迄今为止，自由载流子自旋和自旋电流的光学取向已通过圆偏振光实现，而线偏振光已用于电子动量的光学对准。在这里，我们表明，在低维结构中，线偏振光的吸收也会导致自旋极化和自旋光电流，因此，电子和空穴的自旋可以被操纵的光的螺旋度为零。这两种效应的微观描述的未掺杂量子阱（QW）的带间光跃迁，以及直接子带间和间接子带内（类德鲁德）跃迁$n$掺杂QW结构。
2006-09-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Giant Collective Spin-Orbit Field in a Quantum Well: Fine Structure of Spin Plasmons
我们利用磁场的非弹性光散射研究量子阱中的子带间自旋等离子体。我们证明了存在一个巨大的集体自旋轨道（SO）场，分裂成一个三重态的自旋等离子体光谱。这种效应是显著的，因为每个单独的电子将被期望在它自己的动量依赖的SO场中进动，导致D 'yakonov-Perel'退相。相反，多体效应导致SO场在集体水平上的显著组织。宏观自旋矩是由一个统一的集体SO场量子化的，比单独的SO场高五倍。我们提供了一个动力空间制图这一领域。
2013-10-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin-current quantization in a quantum point contact with spin-orbit interaction
我们建立了一个实际的和易于分析的模型来描述在具有自旋轨道相互作用（SOI）的量子点接触（QPC）中，在施加小电压时产生的自旋电流。在该模型中，QPC被认为是一个鞍点的二维潜在景观。SOI在有限区域内起作用，并且在储层深处不存在。SOI强度不应该很强。结果表明，自旋极化出现在微扰理论的第三级作为一个结果的电子跃迁的明确组合。它们包括两个到最近子带的子带间跃迁和一个子带内跃迁。自旋电流与SOI强度的立方成正比，并强烈依赖于鞍点的几何参数。如果SOI是Rashba型的，自旋在QPC的平面内被极化，并且垂直于电子流。作为鞍点电位的函数（即，QPC势垒的高度），自旋电导和特别是自旋极化具有与电荷电导量子化步骤相关的特性特征（具体地，峰）。峰形取决于SOI作用的区域的长度。在具有尖锐势场的QPC中，这幅图像被干扰过程扭曲。
2010-08-26 cond-mat.mes-hall
Non-adiabatic Berry phase for semiconductor heavy holes under the coexistence of Rashba and Dresselhaus spin-orbit interactions
本文构建非Abel Berry联络与相位，研究Rashba和Dresselhaus自旋轨道相互作用共存下SiGe量子阱重空穴的准简并点如何通过非绝热过程破坏π量子化并导致相位能量分布不连续。
2023-02-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cs.CE
The manifestation of Fermi level oscillations in the magnetoresistance of HgTe quantum wells with a split spectrum
实验研究了宽度10-18 nm单HgTe量子阱的磁阻SdH与磁子带间振荡，发现低磁场下振荡反节点与最大值相对位置反常，高磁场下发生改变，证实此效应源于磁场中费米能级的振荡。
2024-05-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin-orbit coupling in wurtzite quantum wells
纤锌矿异质结构中传导电子的有效自旋轨道（SO）哈密顿量在文献中缺乏，与锌铁氧体结构相反。在这里，我们解决这个问题，推导出这样一个有效的量子阱，线，量子点与任意限制的潜力和外部磁场有效的哈密顿量。我们开始从一个8 $\times$ 8凯恩模型占的$s$ - $p_z$轨道混合重要的纤锌矿结构，但在锌缺乏，并应用准简并微扰理论（Löwdin分区）和折叠的方法来获得一个有效的2 $\times$ 2电子哈密顿量。我们得到了通常的$k$线性Rashba项所产生的结构反转不对称的井，不同的锌结构，大量的Rashba型长期引起的反转不对称的纤锌矿晶格。我们还发现了线性和动量的Dresselhaus贡献。体Rashba型项和Dresselhaus项都是由纤锌矿结构中$s$ -和$p_z$ -类态的混合物产生的。有趣的是，在这些系统中，线性拉什巴项和德雷塞尔豪斯项具有相同的对称性，原则上可以完全相互抵消，从而使自旋成为守恒量。我们测量了GAN/AlGaN单阱和双阱中一个和两个占据子带（$ν=1,2$）的子带内（子带间）Rashba $α_ν$（$η$）和线性Dresselhaus $β_ν$（$Γ$）SO强度。我们相信，我们在这里提出的纤锌矿异质结构中电子的一般有效汉密尔顿，应该会激发对具有不同几何形状和外部磁场的纤锌矿量子阱、线和点的额外理论工作。
2019-11-09 cond-mat.mes-hall
Multichannel effects in Rashba quantum wires
我们研究了具有Rashba自旋轨道耦合的多通道量子线中的子带间混频效应。当接触是铁磁性的，并且它们的磁化方向垂直于Rashba场时，自旋晶体管电流预期以振荡的方式取决于由于行进电子的自旋相干振荡而引起的Rashba耦合强度。然而，我们发现，许多传播模式的存在强烈影响自旋进动效应，导致（i）振荡的淬火和（ii）强烈不规则的曲线为高值的Rashba耦合。我们还观察到，在导线的磁化平行于Rashba场的情况下，电导偏离一个统一的值随着Rashba强度的增加。我们还讨论了Rashba相互作用的感应电流的极化效应时，接触是不磁性的，并调查这种机制是如何影响的存在下，几个传播通道。
2010-01-29 cond-mat.mes-hall
Inverse Orbital Hall Effect Discovered from Light-Induced Terahertz Emission
轨道电子学的最新进展揭示了利用轨道电流作为信息载体的可能性。轨道电流和电荷电流之间的相互转换是轨道信息处理的关键。虽然轨道电流可以通过轨道霍尔效应从电荷电流产生，但是由于缺乏可靠的轨道电流源以及无所不在的逆自旋霍尔效应的干扰，仅在极少数系统中观察到从轨道电流到电荷电流的转换。在这项研究中，我们表明，超快脉冲的轨道电流可以产生在镍层飞秒激光脉冲。我们证明，通过注入这样的轨道电流脉冲到超导金属，瞬态充电电流的诱导和发射太赫兹电磁脉冲。金属氧化物层充当轨道电流到充电电流的转换器。光生轨道电流的产生和转换的发现为未来轨道电子器件的发展开辟了一条新的途径。
2023-03-09 cond-mat.mes-hall
Curvature-induced Rashba spin-orbit interaction in strain-driven nanostructures
推导了低维电子应变驱动纳米结构中考虑自旋轨道相互作用的有效降维薛定谔方程。采用绝热分离快法向量子自由度和慢切向量子自由度的方法，研究了应变诱导类Rashba自旋轨道相互作用（SOI）的产生.通过将这种分析应用到一维弯曲量子线，我们证明了弯曲诱导的Rashba SOI导致增强的自旋-轨道效应。
2013-08-28 cond-mat.mes-hall
Current-induced spin polarization and spin-orbit torque in graphene
使用格林函数形式，我们计算了具有Rashba自旋轨道相互作用的弱磁化石墨烯的电流诱导自旋极化。在一般情况下，电流诱导的自旋极化的所有分量都是非零的，这与自旋极化极限相反，其中自旋极化的唯一非零分量是石墨烯平面中的分量并且垂直于电场。当诱导自旋极化与磁化交换耦合时，它对后者施加自旋轨道力矩。本文用格林函数方法导出了自旋极化的解析公式，并确定了相应的自旋轨道矩分量。
2015-10-11 cond-mat.mes-hall
Adiabatically Induced Orbital Magnetization
本文提出了布洛赫电子态绝热演化引起的轨道磁化强度的半经典理论。通过揭示这两种现象是感生磁化是规范不变的唯一实例，给出了绝缘体中的自旋演化泵浦轨道磁化和轨道磁电响应的统一理论。该理论也解释了二维金属和陈氏绝缘体中电场诱导的内禀轨道磁化。我们说明了微观局部旋转的原子，这对应于声子模式的角动量，在基于蜂窝晶格的玩具模型泵的轨道磁化，结果是可比的泵自旋磁化通过强Rashba自旋轨道耦合。我们还显示了至关重要的作用，轨道磁电验证莫特关系之间的固有非线性异常霍尔和Ettingshausen效应。
2021-01-03 cond-mat.mes-hall
Magnetic flux induced spin polarization in semiconductor multichannel rings with Rashba spin orbit coupling
我们表明，一个有限的磁通量线程的多通道半导体环诱导自旋积累在样品的边界时，Rashba自旋轨道相互作用被考虑在内，即使在没有外部电场。
2005-05-16 cond-mat.mes-hall
Curvature-induced spin-orbit coupling and spin relaxation in a chemically clean single-layer graphene
研究材料中与自旋相关的现象需要了解固态系统中导电载流子的有效自旋轨道耦合的精确形式。我们从理论上证明了单层石墨烯中由波纹或周期性波纹引起的曲率产生两种类型的有效自旋轨道耦合。除了先前报道的与亚晶格赝自旋耦合并对应于波纹单层石墨烯中的Rashba型自旋轨道耦合的自旋轨道耦合外，还存在一个不与赝自旋耦合的额外自旋轨道耦合，这是不能从碳纳米管曲率诱导的自旋轨道耦合的延伸中获得的。通过数值计算，我们发现在化学清洁的单层石墨烯中，两种曲率诱导的自旋-轨道耦合对自旋弛豫的贡献是相同量级的.研究了自旋弛豫对薄膜粗糙度的依赖性。
2011-11-29 cond-mat.mes-hall
Orbitronics: Light-induced Orbit Currents in Terahertz Emission Experiments
本文首次在Ni基多层膜中利用飞秒光脉冲直接产生轨道电流，并通过其转化为电荷流实现太赫兹发射探测，证明轨道电流在Ni体系中显著强于自旋电流，为轨道电子学太赫兹器件发展开辟新方向。
2023-07-07 cond-mat.mes-hall
Impurity-induced orbital magnetization in a Rashba electron gas
本文研究了含磁性杂质的Rashba电子气中的感生轨道磁化强度密度。依靠经典电动力学，我们得到这个量通过由顺磁性和反磁性的贡献，出现从自旋轨道相互作用组成的束缚电流。类似于弗里德尔电荷波纹，束缚电流和轨道磁化强度密度作为远离杂质的距离的函数振荡，具有由费米能量和Rashba自旋轨道相互作用的强度定义的特征波长。净诱导轨道磁化被认为是其自旋对应的数量级。除了探索杂质态的电子填充的影响外，我们还研究和分析了等边阻挫三聚体在各种非共线磁态下的轨道磁化强度。一方面，我们证实了非零的三自旋手征产生一个有限的轨道磁化密度。另一方面，高阶贡献导致多自旋手性影响非平凡和显着的轨道磁化的整体幅度和符号。
2018-06-06 cond-mat.mes-hall
Curvature-induced valley-dependent spin-orbit interaction
本文基于群论建立描述曲率诱导自旋-轨道相互作用的通用框架，可依据波矢空间对称性和弯曲方向判断自旋劈裂，并以碳、硅纳米管为例，为调控曲率设计能谷对比自旋-轨道耦合材料提供方法。
2025-01-10 cond-mat.mes-hall
Light Induced Hall effect in semiconductors with spin-orbit coupling
我们证明了在具有自旋轨道耦合的半导体中，受弱电场作用的圆偏振光的光激发电子将携带横向于电场的霍尔电流。这种光感生的霍尔效应是光和电场的量子干涉的结果，并且可以被视为由电场感生的自旋电流的物理结果。计算了p型GaAs体材料、n型和p型量子阱结构的光感生霍尔电导。
2006-05-06 cond-mat.mes-hall
Induced spin-orbit coupling in twisted graphene-TMDC heterobilayers: twistronics meets spintronics
我们提出了一个带间隧穿图来解释和预测石墨烯和单层过渡金属二硫属化物（TMDC）异质结构中诱导的自旋轨道耦合的层间扭曲角依赖性。根据TMDC能带结构参数和层间隧穿矩阵元，得到了一个简洁的诱导谷Zeeman和Rashba自旋轨道耦合的解析公式.我们参数化的隧道矩阵元素与几个参数，这在我们的形式主义是独立的层之间的扭曲角。我们估计现有的DFT计算在零扭转角的隧穿参数的值，我们用它们来预测在非零角度诱导的自旋-轨道耦合。假设石墨烯的狄拉克点的能量接近TMDC导带，我们预期在18度的扭转角附近诱导的自旋轨道耦合的急剧增加。
2019-05-21 cond-mat.mes-hall
Curvature-induced anisotropic spin-orbit splitting in carbon nanotubes
我们从理论上探讨了碳纳米管中的自旋轨道相互作用。我们已经发现，除了依赖于手性和直径，自旋轨道耦合的影响是各向异性的：自旋分裂较大的较高的价或较低的电子带取决于特定的管。根据所谓的手征指数，不同的管行为可以分为三个家族。曲率引起的轨道杂交的变化有一个至关重要的作用，他们被证明是家庭依赖。我们的研究结果解释了最近的实验，没有调用外部场。
2009-02-25 cond-mat.mes-hall
Current-induced Orbital and Spin Magnetizations in Crystals with Helical Structure
我们从理论上证明了在具有螺旋晶格结构的晶体中，沿螺旋轴的轨道和自旋磁化由沿螺旋轴的电流引起。我们提出了一个简单的紧束缚模型进行计算，结果可以推广到任何螺旋晶体。感应磁化是相反的右手和左手螺旋。沿螺旋轴的电流诱导自旋磁化来自费米表面上的径向自旋织构。这与Rashba系统形成鲜明对比，在Rashba系统中，感应自旋磁化垂直于施加的电流。
2015-07-10 cond-mat.mes-hall
Current-induced spin polarization in graphene due to Rashba spin-orbit interaction
从理论上考虑了石墨烯在外加电场作用下的线性响应。假设石墨烯沉积在衬底上，导致Rashba类型的自旋轨道相互作用。所示的诱导自旋极化是在石墨烯平面和垂直的电场。然而，当费米能级穿过狄拉克点时，自旋极化改变符号，费米能级的位置可以由外部栅极电压控制。
2013-10-07 cond-mat.mes-hall
