半导体纳米晶中空穴塞曼分裂的立方各向异性

我们从理论上研究了局域于半导体纳米晶中的空穴的塞曼分裂的立方各向异性。该各向异性源于三方面贡献：体 Luttinger 哈密顿量中晶体学立方对称的自旋与动能项，以及立方形纳米晶中的空间波函数分布。基于对称性考量，我们引入了空穴最低偶态的有效塞曼哈密顿量，包含球对称项与立方对称项。这些项的值作为 Luttinger 哈密顿量参数的函数，对球形与立方形纳米晶进行了数值计算。我们证明纳米晶的立方形状与空穴动能的立方各向异性（即所谓的价带翘曲）显著影响了空穴态的有效 $g$ 因子。在这两种情形下，效应均来自零磁场下空穴波函数的立方对称性。我们对若干具有闪锌矿晶格的半导体中的有效 $g$ 因子值进行了估算。并提出了该空穴塞曼分裂立方各向异性的可能实验表现与潜在测量方法。