InAs纳米线中磁场驱动的自旋轨道耦合各向异性

我们使用 $\mathbf{k} \cdot \mathbf{p}$ 理论和包络函数方法，在不同取向的磁场下评估半导体纳米线中诱导的Rashba自旋轨道耦合，并显式考虑典型纳米晶体的棱柱对称性。我们以强自旋轨道耦合的InAs半导体纳米线为例，研究了自旋轨道常数相对于磁场方向的各向异性。在垂直于纳米线的足够高磁场下，磁场的轨道效应与纳米线棱柱对称性之间的相互作用导致6重各向异性。背栅电势打破纳米晶体的本征对称性，与磁场耦合产生2重各向异性，自旋轨道耦合根据两个磁场的相对取向而最大化或最小化。我们还研究了线内磁场构型，当磁场偏离轴线旋转时显示出平庸的2重对称性。然而，若施加足够高的栅电势，则各向同性自旋轨道耦合得以恢复。我们的计算与近期针对同种纳米材料自旋轨道耦合矢量特性的实验分析相符，为其提供了微观解释。