Topological superconductivity in Rashba semiconductors without a Zeeman field
在这篇手稿中,我提出了新的混合设备的基础上多线/通道Rashba半导体,其中港马约拉纳费米子(MF)没有塞曼场。相反,可以采用磁通量、超电流或电场,从而产生增强的装置可操作性。双纳米线/沟道系统的通用拓扑相图表现出量子临界性和丰富的相互作用的相位与0,1或2 MF每边的功能。最突出的和实验上可行的实现依赖于约瑟夫森结顶部的InAs-2DEG的已经存在的平台。后一种装置的适当设计允许具有1或2个MF的相位,这两个相位在具有单个或双单位电导的零偏置异常峰中都是可检测的。
2015-07-08 cond-mat.mes-hall
Spin-orbit effects in GaAs quantum wells: Interplay between Rashba, Dresselhaus, and Zeeman interactions
通过精确的汉密尔顿解析解,研究了受外磁场作用的量子阱中Rashba、Dresselhaus和Zeeman相互作用之间的相互作用,其中包括求和规则方法中的电子-电子相互作用。这个解决方案允许讨论的自旋轨道耦合的影响,在量子阱上的非弹性光散射和电子自旋共振实验中测得的一些相关的量。特别是,我们已经评估了自旋轨道贡献的自旋分裂的朗道水平和分裂的电荷和自旋密度激发。我们还讨论了当外加磁场相对于垂直于量子阱的方向倾斜时自旋轨道效应的变化。
2006-05-08 cond-mat.mes-hall
Nonreciprocal transverse currents in Rashba metal junctions under out-of-plane Zeeman fields
School of Physics, University of Hyderabad(海德拉巴大学物理学院)
研究正常金属与Rashba金属结在面外塞曼场下的电荷输运,发现有限横向电导具有非互易性,源于哈密顿量对称性破缺和倏逝模的贡献。
2026-07-07 cond-mat.mes-hall
Hinge states in a system of coupled Rashba layers
我们考虑一个系统的堆叠隧道耦合二维电子和空穴气体层与Rashba自旋轨道相互作用受到交错塞曼场。不同层内隧道耦合的相互作用导致在三维空间中向拓扑绝缘体相的相变,从而承载无带隙表面态。交错的塞曼场通过产生具有无带隙铰链态的二阶拓扑绝缘体相进一步丰富了拓扑相图。拓扑相位的出现被证明在小塞曼场的政权解析和确认的数值模拟中的非微扰区域的相图。拓扑相是稳定的,对外部扰动和无序。
2019-10-03 cond-mat.mes-hall
Exact Landau Levels in Two-Dimensional Electron Systems with Rashba and Dresselhaus Spin-Orbit Interactions in a Perpendicular Magnetic Field
研究了在垂直磁场中同时存在Rashba和Dresselhaus自旋轨道相互作用的二维电子系统。通过定义两个合适的玻色子算符,并利用幺正变换,我们可以得到所有参数范围内的精确朗道能级。当Rashba和Dresselhaus自旋-轨道相互作用强度相等时,得到了一个新的塞曼能量消失的解析解,其中电子的轨道和自旋波函数是分离的.研究还表明,在这种情况下,塞曼分裂和自旋轨道分裂是独立的朗道能级指数$n$。由于塞曼能量的作用,在一定的磁场下,当Rashba自旋轨道耦合较大时,本征态$|n, k, s=1, σ>$和$|n+1, k, s^\prime =-1, σ^\prime>$之间会产生新的交叉。如果简并发生在费米能级,则这种简并导致共振自旋霍尔电导。
2006-02-20 cond-mat.mes-hall
Role of Berry curvature in the generation of spin currents in Rashba systems
我们研究了二维Rashba自旋轨道耦合系统中的平衡态、线性和非线性自旋流以及三维非中心对称金属中的自旋流.线性自旋霍尔电流是由于Berry曲率引起的载流子的反常速度而产生的。非线性自旋电流的产生是由于带速度和/或反常速度。对于2D Rashba系统,背景自旋电流在高费米能量下饱和(与塞曼耦合无关),线性自旋电流在塞曼间隙处呈现平台,非线性自旋电流在间隙边缘处达到峰值。非线性自旋电流峰的大小随着塞曼相互作用的增强而增强。线性自旋电流是面外极化的,而非线性自旋电流是面内极化的。我们观察到了沿传播方向具有自旋极化的纯反常非线性自旋电流。在3D非中心对称金属中,背景和线性自旋电流是费米能量的单调递增函数,而非线性自旋电流作为费米能量的函数非单调地变化,并且与Berry曲率无关。这些发现可能为Rashba自旋轨道耦合系统中自旋流的操纵提供有用的信息。
2021-04-02 cond-mat.mes-hall
Interplay of Rashba and valley-Zeeman splittings in weak localization of spin-orbit coupled graphene
University of Regensburg(雷根斯堡大学)
研究了石墨烯异质结中Rashba和谷-Zeeman分裂对弱局域化的影响,发现谷-Zeeman分裂在无Rashba分裂时不影响弱局域化,但在Rashba耦合情况下改变磁导电性符号,同时谷间散射影响导电性量子修正。
2025-09-22 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Anisotropic magnetoresistance of two-dimensional Rashba systems with in-plane Zeeman field and point-like disorder
Institute for Quantum Materials and Technologies, Karlsruhe Institute of Technology(卡尔斯鲁厄理工学院量子材料与技术研究所);Institut für Theorie der Kondensierten Materie, Karlsruhe Institute of Technology(卡尔斯鲁厄理工学院凝聚态理论研究所);Department of Physics and Astronomy, Ohio University(俄亥俄大学物理与天文学系)
研究具有面内塞曼场和δ相关标量无序的二维Rashba薄膜直流电导率,发现场虽改变费米轮廓和自旋纹理,但准经典电导率中无各向异性磁阻,其机制是几何的,相关结果解决了短程无序准经典问题。
2026-09-24 cond-mat.mes-hall
Rashba Sandwiches with Topological Superconducting Phases
我们介绍了一个多功能的异质结窝藏各种拓扑超导相,其特征在于存在螺旋,手性,或单向边缘状态。改变参数,例如有效塞曼场或化学势,可以在同一设置中在这三个拓扑相之间进行调谐。我们的模型只依赖于传统的非拓扑成分。双层结构由一个s波超导体夹在两个二维电子气层之间,具有很强的Rashba自旋轨道相互作用。两种不同的配对机制,邻近诱导的直接和交叉Andreev超导配对之间的相互作用,产生多个拓扑相位。特别是,如果交叉Andreev超导配对占主导地位,螺旋边缘状态发生。此外,面内塞曼场导致具有单向边缘态的2D无带隙拓扑相,其先前被预测仅存在于非中心对称超导体中。如果塞曼场倾斜出平面,则系统处于具有手征边缘态的拓扑相。
2018-03-02 cond-mat.mes-hall
Pinning of Andreev bound states to zero energy in two-dimensional superconductor-semiconductor Rashba heterostructures
我们考虑一个二维电子气与Rashba自旋轨道相互作用(SOI)部分覆盖的s波超导体,其中未覆盖的区域保持正常,但暴露于一个有效的塞曼场垂直于平面。我们发现解析和数值Andreev束缚态(ABS)形成在正常区域,并表明,由于SOI和通过调整系统的参数深入到拓扑平凡的阶段,可以达到一个政权的最低ABS的能量成为钉扎接近零的塞曼场的函数。这种ABS的能量被示出为在塞曼场中的逆幂律衰减。我们还考虑了一个超导体半导体异质结构的超导涡旋在中心和强SOI的存在下,并再次发现ABS,可以得到钉扎接近零能量的非拓扑阶段。
2020-07-28 cond-mat.mes-hall
Planar Hall effect in single and bilayer Rashba systems
Indian Institute of Technology, Kanpur(坎普尔印度理工学院)
研究单层和双层Rashba二维电子气中的平面霍尔效应,识别出塞曼耦合和能带几何通道两种机制,并计算了化学势和角度依赖的霍尔电导率。
2026-06-08 cond-mat.mes-hall
Rashba precession in quantum wires
从理论上研究了初始极化沿量子线轴线注入时,由于Rashba效应,电子自旋反转的长度。软壁约束的导线重整自旋轨道参数(和有效质量)比硬壁强。电子-电子相互作用增强了Rashba进动,而传输通道之间的耦合可能会抑制它。
2003-06-13 cond-mat.mes-hall
Reply to Comment on: ``Rashba precession in quantum wire with interaction''
结果表明,Y.余文生对上述文章的说法并不成立。
2003-06-17 cond-mat.mes-hall
g-Factor anisotropy of hole quantum wires induced by the Rashba interaction
我们提出了计算的g因子的较低的电导步骤的三维空穴量子线。我们的研究结果证明,各向异性与磁场取向,相对于导线,起源于Rashba自旋轨道耦合。我们还分析了变形的相关性,因为线从3D向平坦的2D几何形状演变。对于足够高的线变形,垂直g因子被Rashba相互作用大大淬灭。相反,平行g因子对Rashba相互作用相当不敏感,导致高g因子各向异性。对于低变形,我们发现一个更不规则的行为,这暗示了一个样本依赖的情况。
2011-07-05 cond-mat.mes-hall
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
Rashba spin splitting in quantum wires
本文综述了具有Rashba自旋分裂的弹道量子线的电子结构、输运性质和相互作用效应。弱和强自旋-轨道耦合的限制进行了区分,并阐明了电子态的自旋性质。强Rashba自旋分裂的情况下,自旋-进动长度是可比的线的宽度被证明是特别有趣的。自旋分裂量子线子带的杂化导致了一种不寻常的自旋结构,在这种结构中,电子的运动方向可以固定它们的自旋状态。这种特殊的性质对量子线中的线性传输有重要的影响,在没有磁场或铁磁接触的情况下产生自旋积累。在推广Tomonaga-Luttinger模型的基础上,给出了Rashba-分裂量子线相互作用的描述。
2004-07-01 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
Quantum Rings with Rashba spin orbit coupling: a path integral approach
本文采用路径积分实时方法计算了具有Rashba自旋轨道相互作用的弹道量子环中电子的直流电导和自旋极化。我们使用分段半经典近似的粒子轨道运动和解决自旋动力学准确,同时考虑塞曼耦合和自旋轨道相互作用。在我们的方法中,我们能够研究Berry相位,Ahronov Casher相位,Zeeman相互作用和弱局域化校正之间的相互作用如何影响在广泛的外部施加的领域内的电导中的量子干涉。我们的结果有助于解释干涉环上最近的测量结果。
2007-07-23 cond-mat.mes-hall
Zeeman spin quantum geometry and intrinsic gyrotropic spin current
Indian Institute of Technology Kanpur(坎普尔印度理工学院)
该研究基于塞曼自旋量子几何,在Rashba-Dresselhaus模型中推导了本征旋光自旋电流,发现其与对应电荷电流的相位差及方向切换特性,为自旋电子学提供了纯自旋电流通道。
2026-10-14 cond-mat.mes-hall
Spin densities in parabolic quantum wires with Rashba spin-orbit interaction
利用正则变换,我们对角化近似的高斯线与Rashba自旋轨道相互作用的哈密顿量。这一过程使我们能够获得能量色散关系和波函数具有良好的精度,即使在系统中具有较强的Rashba耦合。有了这些本征态,人们可以计算通过在样品上施加偏置电压引起的非平衡自旋密度。我们重点研究了自旋密度的$z$分量,它与自旋霍尔效应有关.
2007-01-23 cond-mat.mes-hall
Rashba spin orbit interaction in a quantum wire superlattice
本文研究了具有Rashba自旋轨道相互作用的二维电子气中纵向周期势对抛物量子线的影响。对于一个无限的线超晶格,我们发现,通过直接对角化,由于Rashba自旋轨道相互作用的能隙从通常的布拉格平面移动。有趣的是,我们的研究结果表明,带隙的能量位置可以通过Rashba自旋轨道相互作用的强度来控制。我们还计算了通过一个有限长度的周期性电位通过非平衡格林函数方法结合Landauer形式主义的电荷电导。我们发现,以及对应的无限线超晶格的能隙的电导下降。从无限导线的能量色散,我们推导出一个方程的电导下降的位置作为一个函数的(门可控)费米能量的Rashba自旋轨道耦合强度。我们建议可以通过电荷电导测量来提取Rashba自旋轨道相互作用的强度。
2011-11-07 cond-mat.mes-hall
Nonlocal spin torques in Rashba quantum wires with steep magnetic textures
我们提供了一个通用的程序来计算电流引起的自旋转移力矩,它作用于一般陡峭的磁性织构由于交换相互作用与所施加的自旋极化电流。作为一个例子,我们考虑一维铁磁量子线,也包括Rashba自旋轨道相互作用。自旋转移力矩通常在空间上变得非局部。同样,Rashba自旋轨道相互作用诱导了空间非局域场的非平衡自旋转移矩。我们还发现了一个空间变化的nonadiabaticity参数和显着不同的畴壁动力学非常陡峭的纹理相比,宽畴壁。
2015-11-23 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
Strongly modulated transmission of a spin-split quantum wire with local Rashba interaction
我们研究了存在塞曼自旋分裂和空间非均匀Rashba相互作用的弹道量子线的输运性质。塞曼相互作用沿着导线延伸,并在能谱中产生间隙,该间隙仅允许电子沿着一定方向的旋量传播。对于相反方向的自旋,波在远离Rashba区域的地方是倏逝的,Rashba区域起着散射中心的作用。当磁场垂直于Rashba场时,发生了最有趣的情况。然后,渐近波函数的自旋不是Rashba哈密顿量的本征函数,并且当费米能量沿着带隙扫过时,Rashba区域中自旋之间的耦合引起透射概率的突然变化。在简要地研究了扩展Rashba耦合线的能谱和本征函数后,我们分析了通过局域Rashba相互作用区域的传输,在该区域中,双界面将恒定Rashba相互作用区域与无自旋轨道耦合的导线分开。对于能量略高于传播阈值,我们发现无处不在的传输零点(反共振),这是通过匹配的方法在一维极限分析。我们发现,一个最小的紧束缚模型产生的Fano反共振型的解析传输线形状。更一般的角度依赖性的外部磁场内处理投影薛定谔方程与哈密顿矩阵元素混合波函数分量。最后,我们考虑了一个现实的量子线,其中能量子带通过Rashba子带间耦合项耦合,并讨论了它对传输零点的影响。
2007-06-01 cond-mat.mes-hall
Spin Photovoltaic Effect in Quantum Wires with Rashba Interaction
我们提出了一种量子线中自旋极化光电流产生的机制。这是由于Rashba自旋轨道相互作用、外加磁场和微波辐射的综合作用。在导线中的时间无关的相互作用引起的频谱不对称的k-空间。微波辐射诱导自旋分裂子带之间的跃迁,并且,由于特殊的能量色散关系,在零偏压下产生电荷和自旋电流。我们证明了在适当选择的外部控制参数下,纯自旋电流的产生是可能的。
2005-02-08 cond-mat.mes-hall
All-electrical detection of the relative strength of Rashba and Dresselhaus spin-orbit interaction in quantum wires
我们提出了一种方法来确定Rashba和Dresselhaus自旋轨道相互作用的相对强度从运输测量,而不需要拟合参数。为此,我们利用电导各向异性在窄量子线相对于平面内磁场,量子线和晶体取向的方向。我们支持我们的建议,量子线的电导的数值计算的基础上的Landauer形式主义,显示了该方法的适用性,以广泛的参数。
2009-01-21 cond-mat.mes-hall
Dephasing in Rashba spin precession along mutlichannel quantum wires and nanotubes
研究了多模量子信道中的相干Rashba自旋旋进,重新回顾了Tomonaga-Luttinger耦合液体的理论。我们确定的关键参数,以统治指数和Rashba进动长度的可伸缩性。在半导体量子线中,由于相互作用,发现不同输运通道的自旋在它们各自的旋进角中相对于彼此{ \em退相}。这可以解释实现Datta Das晶体管的实验困难。另一方面,在单壁碳纳米管中,预测相互作用在小掺杂下抑制两种风味模式之间的失相。
2004-09-29 cond-mat.mes-hall
Spin-dependent electron transport in a Rashba quantum wire with rough edges
从理论上研究了具有粗糙边缘的Rashba量子线中自旋相关的电子输运。采用自旋分辨格点格林函数方法计算了电荷电导和自旋电导随电子能量或线长的变化。对于单根无序Rashba线,发现边缘无序破坏了电荷电导量子化。然而,可以产生非零的自旋电导,其幅度可以通过线的长度,这归因于破碎的结构对称性和自旋相关的量子干涉引起的粗糙边界的操纵。对于一个大的无序Rashba线系综,平均电荷电导单调下降,然而,平均自旋电导增加到一个最大值,然后下降,随着线长的增加。进一步的研究表明,通过在金属丝上施加垂直的磁场,可以消除粗糙边缘对电荷电导和自旋电导的影响。此外,当电子能量位于每对子带的两个阈值之间时,可以实现非常大的自旋电导。这些结果不仅有助于进一步理解Rashba低维系统的输运性质,而且对自旋电子学器件的应用提供了一定的理论指导。
2012-03-25 cond-mat.mes-hall
Optical spin injection in graphene with Rashba spin-orbit interaction
我们计算了单层石墨烯在Rashba自旋轨道耦合和面内磁场作用下的红外光自旋注入效率。在对应于Rashba分裂的光子频率范围内的注入率被示出为与塞曼分裂和Rashba分裂的比率成比例。结果,对于实验上可获得的自旋-轨道耦合值和低于10特斯拉的磁场,可以可控地实现大的自旋极化。
2014-03-24 cond-mat.mes-hall
Rashba precession in quantum wires with interaction
计算了自旋沿一维量子信道运动时的Rashba旋进,考虑了库仑相互作用。Tomonaga-Luttinger模型是在存在自旋轨道散射的情况下制定的,并通过玻色化求解。随着载流子密度的降低,相互作用强度的增加,由于自旋速度比费米速度低,自旋旋进和名义Rashba参数增加。这一结果可以解释所观察到的显着变化的自旋分裂上施加的栅极电压,估计影响界面电场在异质结构中只有很少。
2001-11-02 cond-mat.mes-hall
Spin Torque Oscillator and Magnetization Switching in double barrier Rashba Zeeman Magnetic Tunnel Junction
本文研究了双势垒RZ $|$重金属(HM)$|$ RZ磁性隧道结(MTJ)中存在Rashba-Zeeman(RZ)、Ruderman-Kittel- Kasuya - Yoside(RKKY)和Dzyaloshinskii-Moriya(DM)相互作用时基于自旋矩的磁化振荡和翻转.该系统具有稳定的磁化振荡,在适当的自旋转移矩(STT)下,RKKY和DM相互作用的强度存在显著差异,可以作为振荡器或开关工作。对于RKKY和DM相互作用阶数相同的系统,观察到磁化振荡的非线性特征。然而,这种振荡的非线性可以通过外部磁场或考虑具有合适RZ相互作用的材料来减小。除此之外,我们的研究揭示了磁化开关可以通过使用合适的STT进行调谐。还观察到开关时间对层厚度的依赖性。对于RKKY和DM相互作用阶数相同或以RKKY相互作用为主的系统,开关速度随厚度的增加而增加。当DM相互作用超过RKKY相互作用时,可以看到相反的特征。
2023-03-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Topological pi Josephson junction in superconducting Rashba wires
在这项工作中,我们表明,Rashba为基础的拓扑超导体纳米线,其中的自旋轨道耦合可能会改变其符号,支持三个拓扑相保护的手征对称性。当超导相梯度施加在两个非平凡相的界面上时,Andreev谱与通常的Majorana弱链接相比定性地相移π。拓扑π结具有在相位差为零附近显示最大超电流的显著特性。结的定性特征对违反手征对称性的无序和磁场是鲁棒的。所研究的系统可以通过线的局部选通或通过在合成Rashba系统中适当堆叠永磁体来实现。
2012-10-15 cond-mat.mes-hall
Rashba effect and magnetic field in quantum wires
研究了垂直磁场对具有Rashba效应的准一维弹道电子系统的光谱和自旋性质的影响。当磁长度变得与横向限制相当时,磁场强烈地改变了自旋轨道引起的对子带结构的修改。在k=0处发现了一个新的子带相关的能量分裂,它可以比塞曼分裂大得多。这是由于结合自旋轨道宇称对称性的破坏。
2004-11-17 cond-mat.mes-hall
Zeeman splitting in ballistic hole quantum wires
研究了在(311)A量子阱中形成的弹道空穴量子线中的塞曼分裂。传输测量清楚地表明,当面内磁场B平行于导线施加时,自旋简并和子带交叉的提升。当B垂直于金属丝取向时,直到B = 8.8 T时,都无法辨别自旋分裂。在我们的空穴量子线中观察到的大的塞曼分裂各向异性证明了量子限制对于具有强自旋轨道耦合的纳米结构中的自旋分裂的重要性。
2006-07-14 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
Finite-temperature conductance of weakly interacting quantum wires with Rashba spin-orbit coupling
我们计算了在磁场和Rashba自旋轨道耦合作用下,干净的、弱相互作用的一维量子线的有限温度电导。对于塞曼能隙中心附近的化学势($μ= 0$),两粒子散射导致有限温度下量子化电导的主要偏离。另一方面,对于$|μ| > 0$,三粒子散射过程变得更加相关。这些偏差是强非线性单粒子光谱的结果,因此无法使用Luttinger液体理论。我们讨论了这些预测的可观测性在当前的实验中的InSb纳米线和“螺旋液体”,在低温下自发订购的核自旋产生一个有效的Rashba耦合。
2014-01-06 cond-mat.mes-hall
Spin Filtering in a Nonuniform Quantum Wire with Rashba Spin-Orbit Interaction
从理论上研究了Rashba自旋轨道相互作用(SOI)调制下宽-窄-宽(WNW)量子线的自旋极化电子输运。通过自旋分辨晶格格林函数方法,同时考虑了量子线结构和不同子带对之间的干涉对自旋极化电子输运的影响.研究发现,即使在强无序的情况下,SOI诱导的有效磁场也能在结构诱导Fano共振中产生很大的垂直自旋极化电流。此外,自旋极化的大小可以通过Rashba SOI强度和结构参数来调节。我们的研究结果可能提供一个有效的方法来设计自旋过滤器装置,而不包含任何磁性材料或施加磁场。
2009-06-19 cond-mat.mes-hall
Anisotropic universal conductance fluctuations in disordered quantum wires with Rashba and Dresselhaus spin-orbit interaction and applied in-plane magnetic field
研究了在二维无序电子气中实现的窄量子线在k-线性Rashba和Dresselhaus自旋轨道相互作用(SOI)和外加面内磁场作用下的输运性质.在以前工作的基础上[Scheid等人,PRL 101,266401(2008)],我们发现除了电导之外,普遍电导波动还具有相对于磁场方向的各向异性。这种各向异性可以解释唯一的对称性所表现出的哈密顿量以及相对强度的Rashba和Dresselhaus自旋轨道相互作用,因此可以用来检测这个比例从纯电气测量。
2009-03-21 cond-mat.mes-hall
Magnetoelectric subbands and eigenstates in the presence of Rashba and Drresselhaus spin orbit interactions in a quantum wire
导出了外加磁场作用下量子线中电子的本征能和本征态。这些计算中所产生的Rashba(结构反转不对称性)和Dresselhaus(批量反转不对称性)的影响的自旋轨道相互作用的存在下。我们考虑三种情况:外部磁场被定向为(i)沿着线的轴,(ii)垂直于轴但平行于与结构反转不对称(Rashba效应)相关的电场,以及(iii)垂直于轴以及电场。在所有情况下,本征能量的色散都是非抛物线的,子带没有固定的自旋量子化轴(这意味着电子的自旋极化是波矢相关的)。除第二种情况外,色散图一般也是关于能量轴不对称的。
2003-10-06 cond-mat.mes-hall
Observation of orientation- and $k$-dependent Zeeman spin-splitting in hole quantum wires on (100)-oriented AlGaAs/GaAs heterostructures
我们研究了高迁移率未掺杂(100)取向的AlGaAs/GaAs异质结构中沿$[011]$和$[01\bar{1}]$晶轴取向的空穴量子线中的塞曼自旋分裂。我们的数据表明,自旋分裂可以切换“开”(有限的$g^{*}$)或“关”(零$g^{*}$)通过旋转场从平行到垂直的方向相对于线,和线的属性是相同的两个方向相对于晶轴。我们还发现,平行取向的$g$ -因子随着线变窄而减小。这与电子量子线相反,在电子量子线中,随着线变窄,交换效应增强了$g$因子。这是$k$依赖塞曼分裂的证据,塞曼分裂是由空穴的自旋3/2性质引起的。
2009-09-29 cond-mat.mes-hall
Spin interferometry in anisotropic spin-orbit fields
二维电子气(2DEG)中的电子自旋可以由自旋轨道(SO)场操纵,SO场来源于具有独立各向同性特征的Rashba或Dresselhaus相互作用。然而,它们一起产生各向异性的SO场,通过自旋干涉对量子输运产生影响。在这里,我们研究了模型介观环的输运性质的Rashba和Dresselhaus [001] SO耦合的存在下,一个额外的面内塞曼场作为探针。通过1D和2D量子输运模拟,我们表明,这种设置提出了各向异性的量子电阻作为塞曼场方向的函数。此外,各向异性电阻可以通过Rashba强度调谐到反转其对塞曼场的响应的点。我们还发现,与几何相位切换相关联的场纹理中的拓扑过渡被印在各向异性图案中。我们的结论是,电阻各向异性测量可以揭示签名的SO纹理和自旋载流子的几何相位。
2018-02-06 cond-mat.mes-hall
Fano and Dicke effects and spin polarization in a double Rashba-ring system side coupled to a quantum wire
利用单带隧穿紧束缚哈密顿量研究了双量子环与量子线耦合系统中的电子输运。我们推导出了当环被具有Rashba自旋轨道相互作用的磁通量穿过时的电导和自旋极化的解析表达式。我们表明,通过使用Fano和Dicke效应,即使对于小的自旋轨道相互作用和小的磁通量值,该系统也可以用作有效的自旋过滤器。我们比较了这种设计的自旋相关的偏振和与一个环侧耦合到一个量子环获得的偏振。作为主要结果,我们发现更好的自旋极化能力相比,一个环的设计
2008-03-27 cond-mat.mes-hall
Spin transport of electrons through quantum wires with spatially-modulated strength of the Rashba spin-orbit interaction
我们研究了自旋极化电子通过Rashba自旋轨道相互作用(SOI)强度空间调制的量子线的弹道输运。考虑到SOI引起的两个最低子带之间的子带混合。简化的近似表达式的传输得到的电子能量接近底部的第一个子带和附近的值,其中两个最低的子带发生的反交叉。在SOI强度周期性变化的结构中,当只占据一个子带时,发现{ \it方波}对自旋传输的调制,并讨论了它在自旋晶体管中的可能应用。当两个子带被占用时,SOI界面的存在以及子带混合强烈影响传输。
2004-01-19 cond-mat.mes-hall
Spin snake states with spin-orbit and Zeeman interactions in an inhomogeneous magnetic field
研究了Bychkov-Rashba自旋轨道、Zeeman相互作用和非均匀磁场的联合作用下垂直于二维电子系统的自旋边缘态。我们解析计算了系统中的自旋边缘态(自旋蛇轨道)的频谱,其中磁场在横向方向上表现出不连续的跳跃,并改变其符号的磁性界面。在2DES中获得的磁自旋边缘状态表现出几个有趣的特性:特别是,电子反转其传播方向在有限的动量值。
2013-10-02 cond-mat.mes-hall
Magnetic Field Inducing Zeeman Splitting and Anomalous Conductance Reduction of Half-integer Quantized Plateaus in InAs Quantum Wires
报道了InAs量子线中半整数量子化电导平台(HQP)的磁场依赖性。我们观察到HQP在零外加磁场在InAs量子线从一个高品质的InAs量子阱制作。面内磁场的施加导致了HQP特征的塞曼分裂,表明所观察到的HQP的起源不是自发自旋极化。此外,我们观察到分裂的HQP的电导随着面内磁场的增加而逐渐减小。最后,我们假设电子-电子相互作用作为一种可能的机制来解释零场HQP和异常场依赖性。
2017-07-29 cond-mat.mes-hall
Quantum dots with Rashba spin-orbit coupling
本文研究了自旋轨道耦合对少电子相互作用量子点电子结构的影响。利用自旋密度泛函理论计算了量子点$N$的基态性质随电子数的变化。我们发现由于Rashba效应和交换相互作用的竞争,Hund规则被抑制。面内塞曼场的引入导致了封闭壳层结构中的点的顺磁行为,并在空间中形成自旋织构。
2002-09-23 cond-mat.mes-hall
Quantum charge pumping through fractional Fermions in charge density modulated quantum wires and Rashba nanowires
在两种不同的设置下,我们研究了分数荷电费米子束缚态系统中的绝热量子电荷泵现象。第一个量子泵设置由电荷密度调制的量子线组成,第二个是基于半导体纳米线与Rashba自旋轨道相互作用,在空间振荡磁场的存在下。在这两种量子泵中,研究了N-X-N几何结构中的输运,其中感兴趣的系统(X)连接到两个正常金属引线(N),并且两个泵浦参数是有效的引线-引线势垒的强度。泵浦电荷的散射矩阵形式主义内计算。我们表明,在这两种设置中的量子泵浦提供了一个独特的签名的分数费米子束缚态的存在下,在渐近量化的泵浦电荷。此外,我们调查散粒噪声所产生的量子泵浦,验证量子化的泵浦电荷对应于最小的散粒噪声。
2014-07-18 cond-mat.mes-hall
Exceptional degeneracies in non-Hermitian Rashba semiconductors
本文通过将具有Rashba自旋-轨道耦合的二维半导体与铁磁体引线耦合,展示了动量空间中沿环出现的高度可调的例外简并,并发现面内塞曼场和谱权重可用于控制和检测这些非厄米拓扑现象。
2023-04-07 cond-mat.mes-hall
Interplay between Zeeman interaction and spin-orbit coupling in a two-dimensional semiconductor system
本文分析了在磁场作用下二维半导体量子系统中Dresselhaus相互作用、Bychkov-Rashba相互作用和Zeeman相互作用之间的相互作用。当被认为是一个垂直磁场,我们预测,在一个有效的回旋频率,取决于自旋相关的贡献的相互作用的结果。对于平面内的磁场,我们发现,相互作用诱导的各向异性有效旋磁因子,取决于所施加的磁场的方向,以及对电子动量的方向。
2005-12-11 cond-mat.mes-hall
Renormalization of anticrossings in interacting quantum wires with Rashba and Dresselhaus spin-orbit couplings
我们讨论了电子-电子相互作用如何重整化弹道量子线中不同子带之间的自旋-轨道诱导反交叉。根据自旋轨道耦合和子带间距的比例,电子-电子相互作用可以增加或减少反交叉间隙。当反交叉由于Rashba和Dresselhaus自旋轨道耦合的特殊组合而关闭时,它们的间隙接近于零,这是Luttinger液体物理的结果。监测反交叉的闭合允许在实验中直接测量相关的重整化群标度维数。如果平行于自旋-轨道耦合方向施加一个磁场,反交叉会经历不同的重整化。由于这种差异完全植根于电子-电子相互作用,不等大的反交叉也可以作为Luttinger液体物理的直接标志。此外,电子-电子相互作用增加了电导测量对反交叉存在的灵敏度。
2014-05-31 cond-mat.mes-hall
Spin-Landau Orbit Coupling in Units of the Flux Quantum Observed from Zeeman Splitting of a Quantum Wire Array
在超晶格周期为lp的GaAs-AlGaAs量子线阵列的塞曼谱中,发现在回旋半径Rc~lp、lp/2和lp/3处,零场位移以(2 π hbar/e)lp ^{-2}的步长增加.这种位移是由自旋-朗道轨道耦合引起的,量子化单位为磁通量子2 π hbar/e,是规范不变性的一种表现,也是首次在非超导材料中观察到磁通量子化,同时还报道了量子势垒散射中与相位差有关的量子干涉。
1998-04-14 cond-mat.mes-hall
Electric and Magnetic Gating of Rashba-Active Weak Links
在一维弱连接线中,仅自旋-轨道相互作用(SOI)不能产生非零自旋电流。我们表明,塞曼场作用在电线结合Rashba SOI有产生这样的电流,其大小和方向取决于该领域的方向。当这个场不平行于由于SOI而产生的有效场时,电荷和自旋电流都随着导线的长度振荡。因此,测量振荡各向异性磁阻可以产生关于SOI强度的信息。这些特征通过施加磁场和/或电场来调谐,可能应用于自旋电子学。
2018-04-26 cond-mat.mes-hall
Finger-gate manipulated quantum transport in a semiconductor narrow constriction with spin-orbit interactions and Zeeman effect
研究了由窄带隙半导体材料制成的具有自旋轨道耦合的窄收缩结构中的量子输运。我们考虑了Rashba-Dresselhaus(RD)自旋轨道相互作用(SOI)和沿输运方向的面内磁场诱导的塞曼效应。RD-SOI和塞曼效应的相互作用可能会导致SOI塞曼带隙,并影响输运特性。我们证明了吸引散射势可以诱导类电子准束缚态特征,并在电导中表现出RD-SOI-Zeeman诱导的Fano线型。此外,排斥散射势可以在下自旋支的子带顶部诱导类空穴准束缚态特征。
2012-09-26 cond-mat.mes-hall
Spin-density induced by electromagnetic wave in two-dimensional electron gas with both Rashba and Dresselhaus spin-orbit couplings
我们考虑了具有Rashba和Dresselhaus自旋轨道耦合的二维电子气对微波激发的磁响应。我们推广了[A. Shnirman和我马丁,欧罗巴。Lett. 78,27001(2007).],其中研究了纯Rashba偶联。我们观察到,微波与面内电场和面外磁场产生一个面外自旋极化。这种效应在具有分辨自旋轨道分裂子带的干净系统中更为突出。考虑到对微波磁场的响应,自旋-轨道对磁化强度的贡献远远超过清洁极限下通常的塞曼贡献。当Rashba耦合和Dresselhaus耦合具有相等的强度时,该效应消失。
2008-08-19 cond-mat.mes-hall