Diffusive magnetotransport in a 2D Rashba system
在自洽玻恩近似下,考虑电子被高斯δ关联无规势弹性散射的影响,计算了在正交磁场中具有Rashba自旋轨道相互作用(SOI)的二维系统的电导率张量σ.本文从Kubo公式出发,采用一种新的精确表达式,计算了任意磁场中SOI二维系统的单粒子格林函数。我们得到了态密度和σ的解析表达式,它们在从经典磁场(ω_{c}τ \ll 1)到量子化磁场(ω_{c}^{}τ \gtrsim 1)的很宽范围内都是成立的。对动力学系数的Shubnikov-de Haas振荡及其在经典场区域的行为进行了数值分析。
2005-08-29 cond-mat.mes-hall
Magnetotransport properties of two-dimensional fermions with $k$-cubic Rashba spin-orbit interaction
在掺杂$p$的半导体异质结中形成的重空穴气和{ \mbox SrTiO} ${}_3$表面上的电子气中的自旋轨道相互作用的动量是立方的。在这里,我们报告的k-立方Rashba自旋轨道耦合的二维费米子系统的磁输运性质。我们研究纵向(Shubnikov-de Haas(SdH)振荡)和霍尔分量的电阻率张量解析以及数值。纵向电阻率由于自旋上和自旋下费米子不同的SdH振荡频率$ f_{\pm} $而呈现拍频模式。我们提出了经验形式的$ f_{\pm} $作为精确的表达式是不可用的,这被用来找到的位置的跳动节点。从精确的数值结果中得到的跳动节点和任何两个连续节点之间的振荡数与从建议的经验形式计算的结果非常一致。在霍尔电阻率中,随着自旋-轨道耦合常数的增加,在两个常规霍尔电阻率之间出现了一个额外的霍尔平台。该附加平台的宽度随着自旋-轨道耦合常数而增加。
2014-09-12 cond-mat.mes-hall
Charge-Spin Conversion in Two-Subband Quantum Wells with Conventional and Unconventional Rashba Spin-Orbit Coupling
本文在含常规与非常规Rashba自旋轨道耦合的双子带量子阱中,利用Born近似和顶点修正研究无序散射下的电荷-自旋转换效率,揭示费米能级位置和子带间Rashba符号的关键作用,并与单带二维电子气模型进行比较。
2023-07-29 cond-mat.mes-hall
Magnetotransport in 2D electron systems with a Rashba spin-orbit interaction
再现了存在Rashba零场自旋分裂的二维电子系统中Shubnikov-de Haas振荡的拍频模式。它示出,考虑到塞曼分裂,节点位置的显式公式很好地描述了实验数据。得到的自旋-轨道相互作用强度与磁场无关,与Rashba模型的基本假设一致。
2006-01-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Rashba-Dirac cones at the tungsten surface: Insights from a tight-binding model and thin film subband structure
建立了一个包含自旋轨道耦合的体心立方钨紧束缚模型,并将其应用于(110)钨薄膜的表面态。该模型准确地描述了各向异性的狄拉克锥状色散和Rashba的表面态的自旋极化,包括对体的钨的表面原子层的弛豫的关键作用。结果表明,表面弛豫影响钨表面态,因为它会导致表面原子层和附近层的原子轨道之间的重叠增加,而电场,这是由于电荷转移之间的钨和真空附近的表面或体层和表面层之间不显着影响的Rashba-Dirac表面态。据发现,与体模杂交有不同的强度属于上,下拉什巴-狄拉克锥的薄膜表面状态,并导致在$reversal$的自旋$\uparrow$和$\downarrow$电子在大多数的上拉什巴-狄拉克锥相对于那些预期的唯象的旅行方向。它还表明,intrasite(不intersite)的自旋轨道哈密顿矩阵元素是主要负责的Rashba-Dirac锥的形成,和他们的自旋极化。在对拓扑绝缘体、自旋霍尔效应和相关现象建模时,应考虑这一发现。
2016-11-11 cond-mat.mes-hall
Rashba effect and magnetic field in quantum wires
研究了垂直磁场对具有Rashba效应的准一维弹道电子系统的光谱和自旋性质的影响。当磁长度变得与横向限制相当时,磁场强烈地改变了自旋轨道引起的对子带结构的修改。在k=0处发现了一个新的子带相关的能量分裂,它可以比塞曼分裂大得多。这是由于结合自旋轨道宇称对称性的破坏。
2004-11-17 cond-mat.mes-hall
Spin-photovoltaic effect in quantum wires due to inter-subband transitions
我们考虑了由外部电磁辐射在量子线中感生的电流。光电流是由自旋轨道相互作用(Rashba和Dresselhaus项)和外部面内磁场的相互作用引起的。我们计算这个电流使用维格纳函数的方法,考虑到辐射引起的横向子带之间的过渡。电流的大小和方向取决于Dresselhaus和Rashba常数、磁场强度、辐射频率和强度。可以通过改变这些参数中的一些来控制电流。
2005-07-19 cond-mat.mes-hall
Diffusive magnetotransport in a two-dimensional Rashba system
提出了一种计算正交磁场中具有Rashba自旋轨道相互作用(SOI)的二维电子系统电导张量$σ$的解析方法.电子动量弛豫被假定为由于电子散射的随机场的短程杂质,这是考虑在玻恩近似。提出了任意磁场中Rashba SOI电子单粒子格林函数的精确表达式。这个表达式使我们能够获得解析公式的状态密度(DOS)和$σ$的自洽玻恩和梯形近似,分别适用于在很宽的范围内的磁场,从弱($ω_{c}τ<< 1$)的量子化($ω_{c}τ\gtrsim 1$)的。结果表明,在阶梯近似下,Rashba SOI在整个经典(非量子化)磁场范围内对电导率大小没有影响。的Shubnikov-de Haas(SdH)振荡周期被证明是有关的总载流子浓度由传统的公式,无论SOI的大小。得到了确定SdH振荡拍频节点位置的简单方程。结果与实验和最近的数值研究结果吻合良好。
2006-08-25 cond-mat.mes-hall
Coulomb-induced Rashba spin-orbit coupling in semiconductor quantum wells
在没有外场的情况下,半导体量子阱中二维电子气中的Rashba自旋轨道相互作用(SOI)完全来自电离施主的屏蔽静电势。我们调整量子阱的波函数,使得占据第一(最低)子带的电子沿着生长轴(Sz)保持其自旋投影,而占据第二子带的电子由于Rashba SOI而进动。这种特殊设计的量子阱可以用作自旋弛豫触发器:当施加的电压(或电流)低于某个阈值V* 时,电子守恒Sz;较高的电压开启Dyakonov-Perel自旋弛豫。
2010-02-18 cond-mat.mes-hall
Magnetotransport properties of an unconventional Rashba spin-orbit coupled two-dimensional electronic system
Jamia Millia Islamia(贾米亚米利亚伊斯兰大学)
研究非传统Rashba自旋轨道耦合二维电子系统的磁输运性质,发现自旋分支内存在自旋极化纵向电导振荡及量子霍尔电导的量子化特性。
2026-03-21 cond-mat.mes-hall
Electron transport in waveguides with spatially modulated strengths of the Rashba and Dresselhaus terms of the spin-orbit interaction
研究了自旋轨道相互作用(SOI)中Rashba($α$)和Dresselhaus($β$)项强度随空间变化的波导中的电子输运.子带混合,由于横向限制,被考虑到只有两个第一子带之间。对于足够窄的WG,传输$T$表现出作为$α$或$β$的函数的类方形形状。特别注意的情况下,相等的SOI强度,$α=β$,自旋翻转过程预计将减少。传输表现出作为SOI-自由区域的长度的函数的共振,该SOI-自由区域将存在SOI的两个区域分开,这对于$α=β$是最明显的。$α$的符号强烈地影响自旋向上和自旋向下传输。结果表明,子带混合的主要作用是移动了透射共振,降低了从一个自旋态到另一个自旋态的透射。还讨论了具有不同SOI强度和有效质量的区域之间可能的能带偏移的影响。
2010-05-03 cond-mat.mes-hall
Josephson diode effect in multichannel Rashba nanowires: Role of inter-subband coupling
Indian Institute of Technology, Kanpur(坎普尔印度理工学院)
研究多通道Rashba纳米线约瑟夫森结中的二极管效应,揭示子带耦合对拓扑相图和二极管响应的影响,发现子带混合可增强二极管效率并实现非反向超导传输优化。
2026-04-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Magnetotransport in C-doped AlGaAs heterostructures
通过低温磁输运实验研究了迁移率超过150 000 cm $^2$/Vs的高质量掺C p型AlGaAs异质结。我们发现的分数量子霍尔效应的功能,以及在低磁场的高分辨率Shubnikov-de Haas振荡。这使我们能够确定的密度,有效质量和迁移率的孔填充自旋分裂子带所产生的缺乏反转对称性,在这些结构。
2004-10-10 cond-mat.mes-hall
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 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
Magnetotransport properties of a magnetically modulated two-dimensional electron gas with the spin-orbit interaction
本文研究了在恒定垂直磁场$(B_0 \hat z)$存在下,具有Rashba自旋-轨道相互作用的二维电子气的电输运性质,其中$B_1 \ll B_0 $和$q = 2 π/a $,$a$为调制周期,磁场由${\bf B_1} = B_1 \cos (q x) \hat z$弱调制.得到了自旋向上和自旋向下电子的扩散电导率的解析表达式。自旋向上和自旋向下的电子的电导率以不同的频率振荡,并在Weiss和Shubnikov-de Haas振荡的振幅中产生拍频图案。我们表明,Rashba强度可以通过分析Weiss振荡中的拍频模式来确定。我们发现一个简单的方程,确定Rashba自旋轨道相互作用的强度,如果任何两个连续的节点之间的外斯振荡的数量是已知的实验。我们比较我们的结果与电调制的2DEG与Rashba相互作用。为了完整起见,我们还研究了碰撞电导率和霍尔电导率中的拍频斑图形成。
2012-04-19 cond-mat.mes-hall
Magnetotransport of a 2DEG with anisotropic Rashba interaction at the LaAlO$_3$/SrTiO$_3$ interface
研究了具有各向异性k-立方Rashba相互作用的二维电子气在$\rm{LaAlO_3}$ / $\rm{SrTiO_3}$界面上的磁输运性质.计算了系统的朗道能级和态密度以及磁输运系数。在低磁场区,密度分布和磁电阻率都出现了异常的拍频现象。讨论了低磁场中电子密度、朗道能级展宽和Rashba自旋轨道常数对拍频现象的影响,发现在低电子浓度和非很强的自旋轨道相互作用下拍频现象趋于平缓。另一方面,随着磁场的增加,塞曼项成为主导分裂机制,导致自旋分裂峰在SdH振荡。我们还表明,在低磁场中的拍频的观察需要一个系统,而较高的载流子浓度,使拍频持续到足够大的领域的振荡不平滑的朗道能级加宽。计算了量子霍尔平台,并指出当两个子带能量接近且自旋简并能级时,奇、偶值的陈数被奇值的陈数取代。随着磁输运性质的数值评估,微扰计算也可以用于低密度和填充因子不是很大的情况下。
2018-05-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
Magnetotransport in a two-dimensional electron gas in the presence of spin-orbit interaction
本文计算了在垂直磁场和自旋-轨道相互作用(SOI)作用下二维电子气(2DEG)的输运系数。SOI将相邻朗道能级的自旋向上和自旋向下状态混合成两个新的、不相等间隔的能量分支。作为能量的函数的加宽的态密度和作为磁场的函数的纵向电阻率显示出与观测一致的拍频模式。拍频模式中任何两个连续节点的位置近似决定了Rashba项的强度。强SOI导致磁阻峰分裂和霍尔平台数目加倍。霍尔电阻率导数的峰值反映了SOI的强度。
2003-01-24 cond-mat.mes-hall
Magnetotransport Signatures of the Radial Rashba Spin-Orbit Coupling in Proximitized Graphene
本文通过大规模磁输运计算揭示径向 Rashba 自旋轨道耦合的独特特征,并提出利用面内磁场翻转对称性直接估计 Rashba 角的方案。
2024-02-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin-dependent magnetotransport through a ring in the presence of spin-orbit interaction
精确求解了介观环中电子的薛定谔方程,该方程考虑了自旋-轨道相互作用(SOI)的Rashba项和线性Dresselhaus项以及磁场$B$。这些项以及$B$的有效电场具有垂直和径向分量。研究了它们与$B$的相互作用及其对光谱的影响。通过这样一个环的传输,与两个引线连接到它,被评估为SOI强度和这些字段的取向的函数。Rashba和Dresselhaus术语以不同的方式影响传播。通过一系列的环具有不同的半径和SOI在两个手臂的环或只在其中之一的传输也进行了评估。对于弱磁场$B\leq 1$ T的影响,塞曼项的传输,通过微扰理论评估,是可以忽略的。
2006-08-18 cond-mat.mes-hall
Intersubband-induced spin-orbit interaction in quantum wells
最近,我们发现了一个额外的自旋轨道(SO)相互作用的量子阱中的两个子带[物理评论Lett。99,076603(2007)]。这个新的SO项是非零的,即使在对称的几何形状,因为它产生于不同的宇称的受限状态之间的子带间耦合,其强度是普通的Rashba。本文从$8 \times 8$ Kane模型出发,详细推导了这种新的SO哈密顿量和相应的SO耦合。此外,在自洽的Hartree近似下,我们计算了这种新的SO耦合的强度为现实的对称调制掺杂阱与两个子带。我们考虑具有恒定面电子密度或恒定化学势的门控结构。在所研究的参数范围内,两种模型给出了相似的结果。通过考虑外部施加的偏置,这打破了结构反转对称的井的影响,我们还计算了每个子带内产生的诱导Rashba耦合的强度。有趣的是,我们发现,对于双阱的Rashba耦合的第一和第二子带交换符号突然跨越零偏置,而子带间SO耦合表现出这种对称配置附近的共振行为。为了完整性,我们还确定的Dresselhaus耦合的强度,并发现它们基本上是恒定的所施加的偏压的函数。
2008-10-20 cond-mat.mes-hall
Nuclear Spin Relaxation in Rashba Nanowires
研究了具有超精细和Rashba自旋轨道相互作用(SOI)的弹道纳米线中,在磁场和电子相互作用下的核自旋弛豫。弛豫速率随磁场和化学势的变化而出现明显的峰,这是由于Rashba带中的范霍夫奇异性引起的。因此,可以通过速率中的峰的数量来区分弱SOI和强SOI的状态。当两个Rashba子带都被占据时,弛豫速率随磁场的增大而增大,而当仅最低的一个子带被占据时,弛豫速率随磁场的增大而减小。
2015-02-10 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
Magnetotransport in a 2D Hybrid Band System: Dirac and Heavy Hole Interplay
Institute of Semiconductor Physics(半导体物理研究所);Novosibirsk State University(新西伯利亚国立大学)
本文通过含谷间散射的经典双子带模型研究6.3 nm无带隙HgTe量子阱,发现Dirac空穴主导导致Hall电阻十倍增强,并提取两类载流子迁移率。
2025-09-26 cond-mat.mes-hall
Spin magnetotransport in two-dimensional hole systems
在垂直于阱平面的弱磁场H存在下,计算了非对称量子阱中占据基态子带并与静态无序势相互作用的二维空穴的自旋电流.同时考虑了自旋-轨道耦合和塞曼耦合。结果表明,所施加的电场激发横向(自旋霍尔)和对角自旋电流,后者改变其符号在一个有限的H和变得大于自旋霍尔电流作为H的增加。引入有效自旋霍尔电导率来描述霍尔棒中的自旋响应,在弱无序的情况下,磁场显著地增强了有效自旋霍尔电导率,并表现出对H的非单调依赖性。
2007-06-17 cond-mat.mes-hall
Infrared absorption in a quantum wire in the presence of spin-orbit coupling: a technique to measure different types of spin-orbit interaction strengths
我们发现,由于在门控量子线的子带间跃迁的主吸收峰,有两个被占用的子带,将分裂成一个主峰和两个卫星峰,如果Rashba和Dresselhaus自旋轨道相互作用存在。一个卫星峰将红移,另一个将蓝移。从任一卫星峰的相对强度,以及红移或蓝移的幅度,我们可以分别确定Rashba和Dresselhaus相互作用强度,如果我们还进行霍尔测量以确定载流子浓度和量化电导阶跃测量以确定子带之间的能量分离。这种方法可能是一个方便的替代通常的磁输运测量用于测量自旋轨道相互作用强度。它也更强大,因为它允许我们分别测量两种类型的相互作用的强度。
2006-03-19 cond-mat.mes-hall
Effect of the spin-orbit interaction on the band structure and conductance of quasi-one-dimensional systems
讨论了自旋轨道相互作用对二维电子气中准一维长电子系统的能带结构、波函数和低温电导的影响。我们的模型,这些系统包括一个线性(Rashba)的潜在限制在垂直于2DEG的方向和一个抛物线的限制横向的2DEG。我们发现,这两项可以显着影响的能带结构引入一个波矢量依赖于子带能量,产生额外的子带极小值和诱导子带之间的anticrossings。我们讨论的起源,这些影响的子带波函数的对称性。
1999-10-27 cond-mat.mes-hall
Magnetotransport in Two-Dimensional Electron Systems with Spin-Orbit Interaction
我们提出了磁输运计算均匀的二维电子系统,包括Rashba自旋轨道相互作用,它混合的自旋本征态,并导致一个修改后的扇形图与交叉朗道水平。考虑到自旋守恒散射体的自洽玻恩近似的扩展,认为自旋自由度的量子力学久保公式进行评估。计算出的电导率除了在Shubnikov-de Haas(SdH)振荡的调制,这是由于抑制散射远离朗道能级的交叉点,并没有出现在状态的密度中的众所周知的跳动。这种调制,即使在升高的温度下生存时,SdH振荡阻尼,可以用来识别磁输运实验中的自旋轨道耦合。我们的磁输运计算也扩展到横向超晶格和预测相对于1/B周期振荡的载流子密度和强度的自旋轨道耦合。
2003-04-11 cond-mat.mes-hall
Spin splitting in low-symmetry quantum wells beyond Rashba and Dresselhaus terms
空间反转对称性破缺的半导体结构中的自旋轨道相互作用导致电子和空穴态的自旋分裂,即使在没有磁场的情况下也是如此。我们发现,除了Rashba和Dresselhaus的贡献外,还存在另一种零场自旋分裂,它是由晶胞的立方形状和宏观结构不对称性的相互作用引起的.在沿低对称性晶轴生长的量子阱中,这种类型的自旋-轨道相互作用将载流子自旋的面外分量与面内动量耦合,而耦合强度由结构反转不对称性控制。我们进行了数值计算和发展的分析理论,这表明这种相互作用可以支配$\boldsymbol{k}$ -线性自旋分裂的重空穴子带。
2022-01-25 cond-mat.mes-hall
Anomalous spin-resolved point-contact transmission of holes due to cubic Rashba spin-orbit coupling
证明了在具有强自旋轨道相互作用的二维空穴气体量子点接触中,两个最低的一维自旋分裂子带的有限波矢交叉。这种现象为在磁聚焦实验中观察到的由点接触过滤的自旋极化的异常符号提供了一个优雅的解释。反交叉是由平行于沟道的磁场或横向于沟道的不对称势引入的。控制自旋分裂的大小提供了一种新的机制,用于反转自旋极化的符号。
2011-06-11 cond-mat.mes-hall
Scanning tunneling spectroscopy of a dilute two-dimensional electron system exhibiting Rashba spin splitting
利用扫描隧道能谱(STS)技术,在5 K和7 T的B场下,研究了Cs在p型InSb(110)表面吸附产生的二维电子系统(2DES)的局域态密度.的2DES,这与以前的STS研究表现出一个二维费米能级,显示驻波在B = 0 T与波纹减少的能量和波数根据理论。在磁场中,在无序加宽的朗道能级内观察到了漂移态。由于垂直于表面的大电场,朗道能级的拍频模式被发现,并在最低的2DES子带内的Rashba自旋分裂定量解释。根据理论,Rashba分裂对驻波图案没有显著贡献。
2010-01-27 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
Band structure and magnetotransport of a two-dimensional electron gas in the presence of spin-orbit interaction
研究了在自旋轨道相互作用的Rashba(RSOI)项和Dresselhaus(DSOI)项以及垂直磁场作用下二维电子气(2DEG)的能带结构和磁输运性质.得到了能带结构的精确和近似解析表达式,并在高斯型能级展宽的假设下计算了态密度和纵向磁阻率。塞曼耦合和SOI的两个条款之间的相互作用进行了讨论。如果RSOI和DSOI的强度$α$和$ β$相等,并且$g$因子为零,则两个自旋态简并,并且出现移动的朗道能级结构。随着差异$α- β$的增加,DOS和Shubnikov-de Haas(SdH)振荡的一种新的拍频模式似乎明显不同于当这些强度之一消失时发生的情况。
2005-01-10 cond-mat.mes-hall
Mode Spectroscopy and Level Coupling in Ballistic Electron Waveguides
利用磁输运实验研究了一种横向均占据模的可调谐量子点接触。我们使用一维子带的电导量子化作为工具来确定模式谱。沿电流方向施加的磁场耦合模式。这可以通过达尔文-福克模型的扩展来描述。反交叉观察到的磁场的函数,但不是零场或垂直场方向,表示耦合的子带由于非抛物线的电约束。
1999-02-09 cond-mat.mes-hall
Resonant intrinsic spin Hall effect in p-type GaAs quantum well structure
研究了用Luttinger哈密顿量描述的p型GaAs量子阱结构中的内禀自旋霍尔效应和由结构反转对称性破缺引起的Rashba自旋轨道耦合。Rashba项在最低的重空穴子带中诱导了一个能级交叉,这引起了共振自旋霍尔电导。这种共振可以用来在实验中鉴别内禀自旋霍尔效应。
2005-07-26 cond-mat.mes-hall
Plasmon spectrum of two-dimensional electron systems with Rashba spin-orbit interaction
在无规相位近似下,研究了具有Rashba自旋轨道相互作用(RSOI)的单量子阱和双量子阱结构中二维电子气(2DEG)的介电函数和等离子体激元模. RSOI将2DEG的每个抛物线能子带分裂成两个非抛物线自旋分支,并影响2DEG的电子多体关联和介电性质。RSOI对单量子阱中2DEG等离子体激元谱的影响主要表现在三个方面:1)由于能带变形导致的总频率降低; 2)自旋分裂能带导致的微弱频率振荡; 3)由于分支间单粒子激发谱的出现而导致的朗道阻尼增强。在双量子阱中,光等离子体激元模的上述效应增强,而声等离子体激元模的上述效应减弱。
2005-10-10 cond-mat.mes-hall
Coherent magnetotransport and time-dependent transport through split-gated quantum constrictions
作者报告了分裂门控制的量子压缩中的输运光谱的建模。采用混合动量坐标表示法求解了一组子带和边带之间存在复杂耦合的含时Lippmann-Schwinger方程。数值计算结果表明,通过调节交流偏置分裂栅和外加垂直磁场,可以调节输运性质。我们说明了时间调制的准边带状态的功能,包括边带间跃迁和Aharonov-Bohm振荡特性的分裂选通系统。
2009-07-30 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Reorientation of Anisotropy in a Square Well Quantum Hall Sample
我们测量了具有两个电子子带的量子阱中半满高朗道能级的磁输运。我们发现,在垂直磁场中的{ \em各向同性},但成为强烈的{ \em各向异性}在$ν$ = 9/2和11/2倾斜的字段。各向异性出现在面内场$B_{ip} \sim$ 2.5 T处,其易流方向{ \em平行}于$B_{ip}$,但在$B_{ip} \sim$ 10 T处旋转90 $^{\circ}$,并且现在指向与单子带样本中相同的方向。这种复杂的行为与基于单向电荷密度波态模型的理论计算定量一致。
2000-03-30 cond-mat.mes-hall
Intersubband polaritons with spin-orbit interaction
研究了半导体微腔中非对称量子阱(AQW)中的子带间极化激元,并研究了自旋轨道相互作用(SOI)对子带间激发的影响. Rashba和Dresselhaus类型的自旋轨道相互作用消除了具有有限面内动量值的电子的自旋简并,并允许四种类型的子带间激发。当光学自旋翻转跃迁被抑制时,基元激发谱显示出基于自旋守恒跃迁的上、下和中极化激元分支的出现。有限光子动量的会计导致非零平均自旋投影的电子系综在第一激发子带下cw激发各向同性(Rashba)和各向异性(Rashba和Dresselhaus)SOI。我们预测了在长相干长度的系统中产生自旋电流的可能性。
2012-10-11 cond-mat.mes-hall
Spin-valley locking in Kekulé-distorted graphene with Dirac-Rashba interactions
本文研究了 Kekulé 畸变与 Rashba 自旋轨道耦合对石墨烯电子性质的联合影响,发现低能 Dirac 哈密顿量中出现新的自旋-谷锁定项,并提出了基于掺杂依赖磁输运测量的实验方案以区分不同效应。
2023-08-04 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 Accumulation in Quantum Wires with Strong Rashba Spin-Orbit Coupling
我们提出的分析和数值计算结果的能带结构,运输和相互作用的量子线的自旋进动长度是可比的线宽度时,Rashba自旋轨道耦合的效果。与弱耦合情况相反,单电子带内的本征态没有共同的自旋量子化轴。只有最低自旋分裂子带被占据的情况特别有趣,因为接近费米点的相同手征的电子可以具有近似平行的自旋。我们讨论了自旋相关的运输和有效的Tomonaga-Luttinger描述的量子线中的相互作用的后果。
2002-06-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Magneto-intersubband resistance oscillations in GaAs quantum wells placed in a tilted magnetic field
研究了在倾斜磁场中具有三个布居子带的宽GaAs单量子阱中高迁移率二维电子的磁输运。较低的两个子带的底部具有几乎相同的能量,而第三子带的底部具有高得多的能量($E_1\approx E_2<<E_3$)。在零面内磁场下,观测到$i^{th}$和$j^{th}$子带之间的磁子带间振荡(MISO),并服从关系式$Δ_{ij}=E_j-E_i=k\cdot\hbarω_c$,其中$ω_c$是回旋频率,$k$是整数。面内磁场的应用产生MISO和相应的电子谱的急剧变化。确定了三种制度。在$\hbarω_c \ll Δ_{12}$的面内磁场大大增加了间隙$Δ_{12}$,这是与电子传播的半经典制度。相反,在强磁场$\hbarω_c \gg Δ_{12}$相对较弱的振荡变化的电子光谱与平面内磁场观察。在$\hbarω_c \approx Δ_{12}$处,电子光谱通过磁击穿在这两个区域之间经历转变。在这个跃迁区中,具有奇数量子数$k$的MISO终止,而对应于偶数$k$的MISO将$continuously$演化到对应于$\hbarω_c \gg Δ_{12}$的高场区
2016-03-08 cond-mat.mes-hall
Distinguishing between dynamical and static Rashba effects in hybrid perovskite nanocrystals using transient absorption spectroscopy
混合甲基铵(MA)卤化铅钙钛矿的动态和静态Rashba效应最近已被理论预测。然而,到目前为止,只有静态效应得到了实验证实。在这里,我们报告的动态Rashba效应观察使用快照瞬态吸收光谱成像与400 nm泵浦的20 nm大小的3D MAPbBr3纳米晶体的完全封装的膜。该效应导致最低能量吸收漂白带的240 meV分裂,最初出现在亚ps时间尺度上,并在500 ps期间逐渐稳定到60 meV。分裂子带的积分强度表明光子螺旋度依赖的不对称性,从而证明了Rashba型分裂,并为卤化铅钙钛矿材料中的Rashba自旋分裂边缘态提供了直接的实验证据。超快动力学由Rashba自旋分裂系统中的双光子激发电子的弛豫所支配,所述弛豫由源自整个MAPbBr 3电子中的动态电荷分离的内置电场引起。
2020-03-10 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Conserved Spin Quantity in Strained Hole Systems with Rashba and Dresselhaus Spin-Orbit Coupling
本文导出了应变锌掺杂半导体异质结构中(001)受限准二维空穴气的有效哈密顿量,其中包含Rashba和Dresselhaus自旋轨道耦合。在沿$\left\langle110\right\rangle$轴的单轴应变的存在下,我们发现在费米等值线附近的最低价的子带中的一个保守的自旋量。与以前的作品相比,这个数量满足现实的要求的Luttinger参数。对于更严格的条件下,我们甚至发现了一个保守的自旋量消失的应变,限制在附近的费米面。
2016-05-20 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Energy spectrum and Landau levels in bilayer graphene with spin-orbit interaction
我们提出了一个理论研究的能带结构和朗道能级的双层石墨烯在低能量下的存在下的横向磁场和Rashba自旋轨道相互作用的制度可以忽略不计的三角失真。在一个有效的低能量的方法(Löwdin分区理论),我们推导出一个有效的哈密顿双层石墨烯,结合了塞曼效应的影响,Rashba自旋轨道相互作用,并包容性地,内在的自旋轨道相互作用的作用在同一个立足点。特别注意的是花在能谱和朗道水平。我们的模拟揭示了Rashba耦合$λ_R $在电子和空穴带的自旋分裂中的强烈影响。具有弱Rashba自旋-轨道相互作用的石墨烯双层膜显示出与$λ_R $成正比的动量线性自旋分裂,但与层间跳跃能$γ_1$成反比。然而,在强自旋轨道耦合$λ_R $的能谱显示出强烈的扭曲行为附近的狄拉克点。我们发现双层石墨烯中的偏压诱导的间隙随着Rashba耦合的增加而减小,这是一种类似于拓扑绝缘体转变的行为。我们进一步预测,由于Rashba相互作用和外部偏置电压之间的相互作用,一个意想不到的非对称自旋分裂和交叉的朗道能级。我们的研究结果是相关的解释磁输运和红外回旋共振测量,包括相对较弱的自旋轨道耦合的情况。
2012-06-20 cond-mat.mes-hall
Magnetoresistance and electronic structure of asymmetric GaAs/AlGaAs double quantum wells in the in-plane/tilted magnetic field
用磁输运测量方法研究了在标准异质结GaAs缓冲层中薄势垒形成的双层二维电子系统。在平行于电子层取向的磁场中,磁阻表现出与较高占据子带的减少和场诱导过渡到去耦双层相关联的振荡。Shubnikov-de Haas振荡在稍微倾斜的磁场中允许重建作为面内磁场的函数的各个子带中的电子浓度的演变。实验得出的系统的特性与电子结构的数值自洽场计算定量一致。
2000-04-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetotransport in Double Quantum Well with Inverted Energy Spectrum: HgTe/CdHgTe
本文首次对碲化汞双量子阱系统进行了实验研究。的磁输运揭示了一个相当大的重叠的传导和价电子带比已知的碲化汞单量子阱(QW),这可以通过施加的栅极电压$V_g$调节。这种大的重叠表现在更高的临界场$B_c$中,该场将其上方的量子特性随$V_g$线性变化的范围与下方的具有复杂行为的范围分开。在后一种情况下,在霍尔磁阻$ρ_{xy}(B)$中观察到$N$形和双$N$形结构,与在类似的单量子阱中观察到的图像相比,它们的场尺度明显放大。从低场$N$形状的$ρ_{xy}(B)$的拟合和$ρ_{xx}(B)$中振荡的傅立叶分析中发现,在正和负$V_g$的整个研究范围内发现了共存的电子和空穴。这里的一个特殊特征是,发现的电子密度$n$在所研究的$V_g$的整个范围内几乎保持恒定,而空穴密度$p$从在极负$V_g$处的比$n$大6倍的值下降到在通过电荷中性点的极正$V_g$处的几乎为零。我们发现,这种差异之间的$n$和$p$源于一个数量级更大的状态密度的空穴在横向价带最大值比电子在导带最小值。我们解释了观察到的重入符号交替$ρ_{xy}(B)$之间的电子和空穴电导率和零电阻率状态的量子霍尔范围内的领域的基础上计算的图片的磁水平的DQW。
2015-10-29 cond-mat.mes-hall
Effect of electron-electron scattering on magnetointersubband resistance oscillations of two-dimensional electrons in GaAs quantum wells
研究了具有AlAs/GaAs超晶格势垒的GaAs单量子阱中占据两个子带(能量分别为$E_1$和$E_2$)的二维电子的低温($4.2<T<12.5$ K)磁输运($B<2$ T).两个系列的Shubnikov-de Haas振荡被发现伴随着磁子带间(MIS)振荡,周期性的反磁场。MIS振荡的周期服从条件$Δ_{12}=(E_2-E_1)=k \cdot \hbar ω_c$,其中$Δ_{12}$是子带能量分离,$ω_c$是回旋频率,并且$k$是正整数。在$T$ =4.2 K时,直到$k$ =100时,振荡才显现出来。强的温度抑制的磁子带间振荡观察。我们表明,抑制是电子-电子散射的结果。我们的结果与最近的实验结果吻合得很好,表明对电子-电子相互作用的敏感性是磁阻振荡的基本性质,源于二阶Dingle因子。
2009-11-26 cond-mat.mes-hall
Detection and control of spin-orbit interactions in a GaAs hole quantum point contact
我们研究了GaAs空穴量子点接触中塞曼相互作用和反转不对称性引起的自旋轨道相互作用(Rashba和Dresselhaus SOI)之间的关系。强SOI的存在导致相邻自旋分裂空穴子带在磁场中的交叉和反交叉。我们从理论和实验上证明,反交叉的能隙取决于SOI条款和高度各向异性的空穴g张量之间的相互作用,这种相互作用可以通过选择晶体轴的电流和磁场对齐。我们的研究结果构成了空穴系统中Dresselhaus和Rashba SOI的独立检测和控制,这可能对自旋电子学和量子信息应用具有重要意义。
2017-03-13 cond-mat.mes-hall
Spin-orbit interactions in inversion-asymmetric 2D hole systems: a variational analysis
本文深入研究了半导体异质界面上反转非对称二维空穴气体中的自旋轨道相互作用。我们专注于常见的半导体,如GaAs,InAs,InSb,Ge和Si。我们开发了一个半解析变分方法来量化SO相互作用,占结构反转不对称性(SIA)和散装反转不对称性(BIA)。在某些情况下,使用Schriffon-Wolff(SW)变换,基态重空穴子带的色散可以写为$E(k) = A k^2 - B k^4 \pm C k^3$,其中$A$、$B$和$C$是材料和结构相关的系数。我们提供了一个简单的方法来计算参数$A$,$B$,和$C$,但表明,简单的SW近似导致的SIA(Rashba)自旋分裂$\propto k^3$频繁故障。我们确定的参数制度,在这种情况下发生上述材料,并讨论了一个方便的半分析方法,以获得正确的自旋分裂,有效质量,费米能级,和子带占用率,连同它们的依赖性的电荷密度,掺杂剂类型,和掺杂剂浓度的反型和积累层。我们的结果与完全数值计算以及与实验结果吻合得很好。他们认为简单立方Rashba模型的简单应用在常见的异质结构以及量子点中的应用有限。最后,我们发现,对于这里研究的单异质结的BIA项的幅度总是比SIA项的幅度小得多。
2017-02-20 cond-mat.mes-hall
Magnetoconductance Oscillations in Electron-hole Hybridization Gaps and Valley Splittings in Tetralayer Graphene
该研究通过Bernal堆叠四石墨烯的磁输运实验,揭示轻质量子带中的朗道能级谷分裂,并将低密度体能隙内的磁电导振荡归因于能带反转引发的电子-空穴朗道能级杂化及边缘态数量变化。
2022-09-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
The influence of the discretized Rashba spin-orbit interaction on the Harper model
电子在标量周期势和均匀横向磁场同时作用下的运动可用二阶离散Harper方程描述。该方程源于最小替换下的二维能量色散定律。这里讨论了离散自旋轨道相互作用附加影响下的Harper模型。将自旋-轨道相互作用转换为离散导数,为分析和数值研究开辟了道路。人们发现耦合方程的自旋相关的波函数,这导致了一个明显的改变嵌套的能量子带特征的自相似结构的通常的哈珀频谱。为此,转移矩阵方法已被应用到选定的自旋和自旋下降波函数。相应地,自旋过滤和自旋相关的表现都得到了解释。我们的能带计算表明,这种波函数实现的分裂效果是可观的。
2009-06-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.other