Low-energy theory and RKKY interaction for interacting quantum wires with Rashba spin-orbit coupling
我们提出了Rashba自旋轨道耦合下相互作用的一维量子线的有效低能理论。在一个包含所有允许的相互作用过程的单圈重整化群方案下,我们证明了电子-电子背散射是一个无关的微扰。因此,没有间隙的出现和电子输运是由一个修改的Luttinger液体理论。作为该理论的一个应用,我们讨论了两个磁性杂质之间的RKKY相互作用。相互作用,以诱导一个较慢的幂律衰减的RKKY距离函数比通常的一维noninteracting $\cos(2k_F x)/|x|$法。此外,在非相互作用的Rashba线,自旋-轨道耦合导致扭曲(各向异性)的范围函数与几个不同的空间振荡周期。在相互作用的情况下,我们表明,一个特殊的振荡周期导致最慢的衰减,因此占主导地位的RKKY相互作用的大分离。
2009-06-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Transport properties for a Luttinger liquid wire with Rashba spin-orbit coupling and Zeeman splitting
本文研究了Luttinger液体量子线在Rashba自旋轨道耦合和面内弱磁场共同作用下的输运性质。建立了外加纵向电场系统的玻色化哈密顿量。然后在傅里叶空间中求解玻色相场的运动方程,根据线性响应理论,解析地计算了系统的电荷电导率和自旋电导率。通常,交流电导率是电子-电子相互作用、Rashba SOC和磁场的强度以及驱动频率和导线中的测量位置的振荡函数。通过实例分析表明,电子-电子相互作用对电导率的影响比自组织碳效应更为显著,而自组织碳效应与塞曼分裂效应对电导率的影响非常相似。在没有塞曼效应和SOC的情况下,系统的自旋极化电导率也分别进行了讨论。对于无SOC的体系,自旋极化电导率之比$σ_\uparrow/σ_\downarrow$与电子-电子相互作用有关,而对于无塞曼分裂的体系,自旋极化电导率之比与电子-电子相互作用无关.
2007-03-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Majorana zero modes in a quantum wire platform without Rashba spin-orbit coupling
我们提出了一个平台,工程螺旋费米子在杂交双量子线设置。当我们的装置是接近耦合到一个$s$波超导体,它可以成为一个类$D$拓扑超导体展示马约拉纳零模式。这个提议的目标是将可用的哈密顿量群扩展到那些没有强Rashba自旋轨道相互作用的哈密顿量群,这对许多其他方法来说是必不可少的。此外,我们还证明了存在电子-电子相互作用,它稳定了服从$\mathbb{Z}^{\,}_{3}$仿费米代数的分数激发。
2020-05-18 cond-mat.str-el
The Fano-Rashba effect
我们分析了线性电导的半导体量子线包含一个区域,其中本地Rashba自旋轨道相互作用是存在的。我们发现,Fano线型出现在电导由于形成准束缚态,干扰沿导线的直接传输,一种机制,我们称之为Fano Rashba效应。利用量子透射边界方法得到了全薛定谔方程的数值解。采用耦合通道模型进行了理论分析,并通过数值计算得到了解析解。文中还讨论了耦合通道方程的完整数值解,表明了该方法的有效性。
2006-10-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Synthetic helical liquid in a quantum wire
我们表明,Dresselhaus相互作用和空间周期性Rashba相互作用的组合,导致在量子线的螺旋液体的形成时,电子-电子相互作用是弱屏蔽。这种效应是持续的螺旋度依赖的有效带隙,这取决于Dresselhaus和Rashba自旋轨道耦合的大小。我们提出了一种半导体器件的设计,其中螺旋液体可以实现和实验探测。
2014-06-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Competing effects of interactions and spin-orbit coupling in a quantum wire
我们研究了一维弹道导线中电子-电子相互作用和Rashba自旋-轨道耦合的相互作用。使用重整化群方法,我们构建的相图Rashba耦合,Tomonaga-Luttinger刚度和后向散射强度。我们确定的参数制度与动态产生的自旋间隙,并显示在Luttinger液体占上风。我们还讨论了后果的操作的Datta-Das晶体管。
2005-03-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Effects of electron scattering on the topological properties of nanowires: Majorana fermions from disorder and superlattices
我们专注于诱导拓扑状态的规则,或不规则的散射(i)p波超导导线和(ii)Rashba线接近耦合到s波超导体。我们发现,这两个系统的拓扑性质是根本不同的:在p波线,无序一般有一个不利的影响,拓扑秩序和拓扑状态被破坏超过临界无序强度。相反,在Rashba线,这是相关的最近的实验,无序可以{ \it诱导}拓扑秩序,减少了需要准弹道样品获得马约拉纳费米子。此外,我们发现,拓扑状态的总相空间面积是保守的长无序Rashba线,甚至可以在适当的工程超晶格势增加。
2014-07-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Collective excitation of quantum wires and effect of spin-orbit coupling in the presence of a magnetic field along the wire
具有Rashba自旋轨道耦合的量子线的能带结构在沿线存在磁场的情况下发展出赝能隙。在这样的系统中,费米波矢$-k_F$和$k_F$处的自旋混合可以不同。我们从理论上研究了该系统的集体模,发现这种集体激发的速度敏感地依赖于Rashba自旋轨道相互作用和磁场的强度。我们的结果表明,自旋-轨道相互作用的强度可以通过测量速度来确定。
2005-11-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Rashba effect in 2D mesoscopic systems with transverse magnetic field
我们给出了存在Rashba自旋轨道耦合的量子线中强磁场效应的半经典和量子力学结果。分析和数值计算结果表明,如何在存在的横向磁场的弹道制度的扰动行为,我们假设一个强大的减少后向散射相互作用,这可能会有一些后果的Tomonaga-Luttinger运输。我们分析了自旋织构由于自旋轨道耦合和磁场的作用,往往是指半经典的解决方案,放大奇异自旋极化:结果得到的自由电子在二维电子气和电子在量子线。我们提出的系统作为可能的设备在各种制度的自旋过滤。
2003-11-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Influence of the Rashba effect on the Josephson current through a superconductor/Luttinger liquid/superconductor tunnel junction
计算了具有Rashba自旋轨道和电子-电子相互作用的一维量子线中的约瑟夫森电流。我们表明,Rashba和塞曼相互作用的相互作用引起了一个超导电流通过1D导体,这是异常的,在这个意义上说,它坚持在没有任何相位差的情况下,它所连接的两个超导导线。在Luttinger液体导线中,由Rashba相互作用引起的电子色散不对称性对传输不良的结起着重要作用。结果表明,对于一个弱或中等的电子-电子相互作用的等离子体激元模式的光谱局限于正常部分的结成为准随机的色散不对称的存在下。
2004-09-03 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Half-metal phases in a quantum wire with modulated spin-orbit interaction
我们提出了一种基于调制自旋轨道相互作用和作用在量子线上的均匀外磁场相互作用的自旋阀器件。半金属相,其中仅具有选定自旋极化的电子表现出弹道电导,可以通过改变磁场来调谐。这些半金属相被证明是强大的电子-电子排斥相互作用。我们的结果产生于显式带对角化,玻色化技术和广泛的DMRG计算的组合。
2017-09-19 cond-mat.str-el
Long range alternating spin current order in a quantum wire with modulated spin-orbit interactions
自旋电子学新兴领域的一个关键概念是通过由Rashba自旋轨道相互作用(RSOI)产生的有效磁场来控制自旋进动的电场。在这里,通过广泛的密度矩阵重整化群计算,我们证明了存在交替自旋电流秩序的带隙相的量子线与空间调制RSOI和排斥电子-电子相互作用。我们的结果是分析支持玻色子化和映射到一个本地旋转的自旋基础。
2020-04-13 cond-mat.str-el
Tunable Rashba spin-orbit interaction at oxide interfaces
在LaAlO 3/SrTiO 3界面发现的准二维电子气提供了令人兴奋的新功能,如可调超导性,并已被提出作为一个新的纳米电子制造平台。在这里,我们列出了一个新的例子所产生的电子性质的界面破缺的反转对称性,即一个大的Rashba自旋轨道相互作用,其幅度可以调制的应用程序的外部电场。通过磁输运实验,我们探索了系统的自旋轨道耦合的演化。我们发现了一个陡峭的上升Rashba相互作用发生在掺杂水平的量子临界点分离的绝缘和超导基态的系统。
2009-12-18 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Majorana fermions in density modulated p-wave superconducting wires
我们研究了具有周期调制化学势的p波超导导线,并证明了Majorana边缘态对周期调制的鲁棒性。我们发现调制势的临界振幅,即Majorana边缘费米子和拓扑相位消失的临界振幅,强烈地依赖于相移。对于某些特定的相移值,临界振幅趋于无穷大。开链中Majorana边费米子的存在性可以用体系统的拓扑$Z_2$不变量来刻画,它可以用来确定拓扑平凡和非平凡超导相之间的相边界.我们还证明了拓扑超导相的谱函数中存在零能峰,它只对开边界条件敏感,但对无序是鲁棒的。
2012-12-03 cond-mat.str-el
Localized magnetic states in Rashba dots
研究了准一维电子线中量子点中局域自旋轨道相互作用引起的局域磁矩的形成。使用类安德森模型来描述发生在这些Rashba点的磁矩,我们计算的平均场近似内的局部磁化。我们发现,磁化成为一个非平凡的函数的Rashba耦合强度。我们讨论了平衡和非平衡的情况。有趣的是,我们得到了一个磁相,这是稳定的大偏压由于Rashba相互作用。
2009-02-16 cond-mat.str-el
The conductance of the quantum wire touching the gated Aharonov-Bohm ring
本文分析了一维量子环与量子线接触时的电导. AB振荡的周期被示出强烈依赖于化学势和Rashba耦合参数,这与在Si(100)表面上制备的这样的器件的研究是很好的一致。
2006-08-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Ultrafast Control of Excitonic Rashba Fine Structure by Phonon Coherences in a Metal Halide Perovskite CH$_3$NH$_3$PbI$_3$
我们在CH $_3$ NH $_3$ PbI $_3$中发现了隐藏的Rashba精细结构,并证明了它的量子控制是通过选择性振动(电子-声子)耦合的振动相干来实现的。在单周期太赫兹泵浦场的临界阈值以上,拉曼声子模式明显地调制具有{ \em持续}相干性的中间激子态,其调制时间是两侧主要耦合到红外声子的激子态的十倍以上。这些电子振动量子拍频与声子周期性调制的Rashba参数的第一原理建模一起识别{ \em三重}激子精细结构分裂,即,在两个明亮的暗态之间的光禁止的简并暗态。利用振动量子相干性和对称性激发了光-钙钛矿量子控制和自旋分裂带的亚太赫兹周期“Rashba工程”,用于最终的多功能器件。
2020-03-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el quant-ph
Coupled wire construction of chiral spin liquids
我们发展了一种手性自旋液体的耦合线结构。起始点是Mott机制中的电子的单个线,它们受到塞曼场和Rashba自旋轨道耦合的影响。线之间的合适的自旋翻转耦合产生阿贝尔手性自旋液体状态,其支持体隙上方的自旋子激发和手性边缘状态。该方法推广到非阿贝尔手征自旋液体在水平k与parafermionic边缘状态。
2015-08-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Bulk Rashba Effect in Multiferroics: a theoretical prediction for BiCoO3
我们提出了体Rashba效应出现在多铁性材料中的概念,例如具有极性晶体结构的反铁磁系统。根据对称性的考虑,虽然时间反转和空间反转对称性都被打破,但存在特定的自旋翻转操作,这些操作涉及磁性晶体结构中的相反自旋位置。因此,在动量空间的某些高对称点,磁点群允许自旋角动量被锁定到线性动量,这是拉什巴效应的典型特征。在这种情况下,可能会出现由自旋轨道耦合引起的自旋分裂效应,类似于非磁性Rashba系统中发生的情况。作为一个典型的例子,在极性结构的反铁磁BiCoO 3的从头计算表明,一个大的拉什巴样带和自旋分裂发生在导带底部,具有较大的权重从Bi-p轨道状态。此外,我们表明,这种多铁性的自旋织构可以调制通过施加磁场。特别是,一个外部的面内磁场被预测不仅会引起自旋倾斜,但也扭曲的能量等值线和自旋涡旋(集中在高对称点和Rashba效应的特征)沿垂直于所施加的磁场的方向的移动。
2019-10-15 cond-mat.str-el
Luttinger liquid with strong spin-orbital coupling and Zeeman splitting in quantum wires
研究了量子阱中具有强Rashba自旋轨道耦合和塞曼分裂的一维相互作用电子气。玻色化理论的发展,这个系统。隧道电流可能偏离简单的幂律,这是在普通的Luttinger液体。在隧穿实验中,通过改变外加磁场可以测量微观相互作用耦合和自旋轨道参数。
2004-03-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Trapped Fermi gases with Rashba spin-orbit coupling in two dimensions
我们使用Bogoliubov-de Gennes形式主义来分析具有Rashba型自旋轨道耦合的二维简谐囚禁费米气体。我们认为人口平衡和不平衡的费米气体在整个BCS-BEC演化,并研究自旋轨道耦合的自发诱导的反循环质量流和相关的固有角动量的影响。特别是,我们发现,即使是一个小的自旋-轨道耦合不稳定的富尔德-费雷尔-拉金-奥夫钦尼科夫(FFLO)型空间调制的超流相,以及对极化超流相的相分离状态。我们还表明,连续的准粒子和准空穴激发光谱可以连接由零,一个或两个离散分支的接口模式,取决于一个拓扑平凡的阶段(例如局部非极化/低极化超流体或自旋极化正常)和拓扑非平凡的(例如局部高极化超流体),可能存在于一个被困系统之间的接口的数量。
2012-06-06 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Controllable Rashba spin-orbit interaction in artificially engineered superlattices involving the heavy-fermion superconductor CeCoIn5
利用分子束外延技术,在具有强Pauli对破缺效应的重费米子超导体CeCoIn_5和重金属YbCoIn_5之间制备了一种新型的原子层厚度可控的交替块体超导超晶格。YbCoIn_5块层厚度调制的引入打破了以CeCoIn_5超导块为中心的反转对称性。这种配置导致上临界场的温度和角度依赖性的急剧变化,这可以通过考虑由反转对称性破缺和泡利对破缺效应的相关减弱所产生的Rashba自旋轨道相互作用的影响来理解。由于厚度调制的程度是这种类型的超晶格的设计特征,因此Rashba相互作用和对断裂的性质在这些具有强自旋轨道耦合的调制超晶格中在很大程度上是可调的。
2014-04-02 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Anisotropic transport in quantum wires embedded in (110) plane
从理论上研究了库仑相互作用和自旋轨道相互作用对(110)面半导体量子线各向异性输运性质的影响。对于无限长量子线,库仑相互作用可以显著增强直流电导率的各向异性。但在有限长的量子线中,交流电导率的各向异性被掩盖,而交流电导率仍表现出各向异性,由此可以检测和区分Rashba SOI和Dresselhaus SOI的强度。
2009-11-02 cond-mat.str-el
Rashba Torque Driven Domain Wall Motion in Magnetic Helices
操纵磁线中的畴壁传播是包括赛道存储器和磁逻辑在内的许多设备的关键实际任务。最近,曲线效应成为一种有效的手段,影响实质上的静态和动态的磁性纹理。在这里,我们证明了曲线形式的磁螺旋线的交换相互作用的结果在一个有效的各向异性项和Dzyaloshinskii-Moriya相互作用与一套完整的Lifshitz不变量的一维系统。与它们的平面对应物相比,磁螺旋中的畴壁的静态磁纹理的几何诱导的修改提供了非常规的手段来控制依赖于自旋轨道Rashba扭矩的壁动态。由于Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用导致的手征对称性破缺导致左手螺旋或右手螺旋中畴壁运动方向相反。此外,对于磁螺旋,涌现的有效各向异性项和Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用可以归因于清晰的几何参数,如曲率和挠率,从而提供对磁性中复杂曲线效应的直观理解。
2015-11-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Interaction effects in a microscopic quantum wire model with strong spin-orbit interaction
利用矩阵乘积态和玻色化技术研究了磁场中强相互作用对强Rashba自旋轨道相互作用量子线光谱性质的影响.具有强Rashba自旋轨道相互作用和磁场的量子线在一半的导电模中表现出部分能隙。这类系统由于其特殊的物理性质而引起了广泛的实验和理论关注,其中包括自旋相关的输运,或在s波超导体的邻近效应下的拓扑超导相。作为量子线的微观模型,我们研究了一个包含自旋轨道相互作用和塞曼场的扩展哈伯德模型。我们从激发态的实时演化中获得了自旋分辨的谱密度,并计算了相图。我们发现,相互作用增加的赝间隙在$k = 0$,从而也提高了马约拉纳支持相和稳定的螺旋自旋顺序。此外,我们计算的光学电导率,并比较它与低能量螺旋Luttinger液体的结果,从场理论计算。在相互作用下,光学电导率主要由被称为呼吸状态的束缚孤子-反孤子对的外激激发决定。我们可视化呼吸状态的振荡运动,这可以提供在例如冷原子实验中对其进行实验检测的途径。
2017-04-09 cond-mat.str-el
Anisotropic Kondo screening induced by spin-orbit coupling in quantum wires
利用数值重整化群(NRG)方法研究了外磁场中磁杂质与具有Rashba和Dresselhaus自旋轨道耦合(SOC)的量子线的耦合.我们认为低填充制度的费米能量接近底部的带和报告的结果,在近藤制度的局部静态和动态特性。在没有场的情况下,尽管导带的SOC诱导的磁各向异性,但局部杂质性质在自旋空间中保持各向同性。在该领域的存在下,明确的指纹的各向异性揭示通过强场方向依赖的杂质自旋极化和光谱,特别是近藤峰高。详细的行为取决于杂质和能带$g$因子的相对大小。对于杂质$g$ -因子略低于能带$g$ -因子的情况下,最大的近藤峰抑制被发现为沿有效SOC场轴取向的场,而对于垂直于该方向的场,我们观察到补偿效应("近藤峰的复兴“):SOC抵消了局部塞曼场的近藤峰分裂效应。我们证明,SOC引起的各向异性,可测量的隧道光谱技术,可以帮助确定Rashba和Dresselhaus SOC强度的比率在电线。
2020-07-12 cond-mat.str-el
Spin-polarized currents through interacting quantum wires with nonmagnetic leads
我们研究了基于Rashba自旋轨道相互作用的量子线自旋滤波器在电子-电子相互作用下的性能。有限长度的导线连接到两个半无限长的导线上。分析自旋极化的线性电导在零温度下,我们表明,自旋过滤是可能的,通过适当的调整系统参数首先考虑非相互作用的电子。其次,利用泛函重整化群方法研究了库仑相互作用引起的关联效应。对于短线,我们发现自旋极化的能量制度是强烈的库仑相互作用的影响。对于长导线,我们发现的幂律抑制的总电导低能量尺度典型的非均匀的Luttinger液体,而自旋极化的程度保持不变。
2008-11-13 cond-mat.str-el