宽调制掺杂量子阱中电场诱导自旋分裂的分析

我们在包络函数近似框架下分析了电场诱导自旋分裂的正确包含方式。我们认为，Rashba 效应应以宏观势的形式作为多带方法中的对角项包含在内，而非采用通常使用的依赖于波矢 $k$ 和电场的 Rashba 项。需要指出的是，子带中电场的期望值有时并不唯一，因为自旋分裂子带分量的期望值甚至可能具有相反的符号。本文还讨论了具有 Dresselhaus 项的对称量子阱以及界面对自旋分裂的影响。我们将一种成熟的多带方法应用于界面区域存在强内建电场的宽调制掺杂 InGaSb 量子阱。我们展示了一种有效的机制，即利用比决定 Rashba 分裂的局部内建电场小一个数量级的电场来开启和关闭 Rashba 分裂。最后讨论了我们的发现对自旋电子器件（特别是 Datta-Das 自旋晶体管及其 proposed 改进方案）的启示。