磁场对Datta-Das自旋场效应晶体管的影响

Datta-Das自旋场效应晶体管由异质结构成，其界面（或量子阱）处具有Rashba自旋轨道相互作用(SOI)，分隔两个可能磁化的 reservoir。两个 reservoir 之间的粒子流与自旋流由对每个自旋方向可能不同的化学势驱动。这些电流也通过调节SOI强度来调谐，这会改变穿过异质结构的电子自旋旋转量。本文研究这些电流对异质结构上附加塞曼场以及 reservoir 磁化变化的依赖关系。与粒子流不同，自旋流不一定守恒；有额外的自旋极化注入到 reservoir 中。若某 reservoir 具有有限（平衡）磁化，则我们惊讶地发现，流入该 reservoir 的自旋流只能具有平行于该 reservoir 磁化的自旋，与所有其他场无关。该自旋流可通过增大另一 reservoir 的磁化来增强，并也可由SOI和各种磁场调谐。当仅一个 reservoir 被磁化时，流入另一 reservoir 的自旋流具有任意可调的大小与方向。特别地，该自旋流随另一 reservoir 磁化的旋转而变化。在未极化 reservoir 上积累自旋极化的最优条件是：要么在SOI之外施加塞曼场，要么极化另一 reservoir。