弹道纳米结中的自旋霍尔效应与自旋轨道耦合

我们提出了一种基于存在自旋轨道相互作用的纳米级十字结的自旋过滤新方案，该方案利用图案化在二维电子气中的弹道纳米结。我们证明，当纵向非极化电流流经图案化在具有自旋轨道耦合 (SOC) 的二维电子气中的弹道 X 形结时，会诱导产生自旋积累，且该自旋积累在两个侧向探针处符号相反。这种对应于流经结区的横向纯自旋流的自旋积累，是此类纳米结构中自旋霍尔效应的主要可观测特征。我们对两种不同类型的自旋轨道相互作用的影响进行了基准测试。第一种 ($\alpha$-SOC) 源于将电子限制在二维层中的界面电场，而第二种 ($\beta$-SOC) 对应于由横向限制势产生的相互作用。