基于 LaAlO$_3$/SrTiO$_3$ 的一维蛇形电子波导中的工程化自旋轨道相互作用
强关联电子
2020-12-16 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
理解、设计和合成新形式量子物质的追求指引着当代凝聚态物理的诸多研究。一维（1D）电子系统构成了一些最有趣且最奇异量子物质相的基础。实验上可获取的弹道一维电子系统种类极为有限，且除电场与磁场外这些系统通常鲜有调谐参数。然而，由二维（2D）LaAlO/SrTiO 异质界面形成的电子波导展现出非凡的一维性质，包括弹道多模输运与强吸引电子—电子相互作用，但这些系统明显缺乏强或可调的自旋轨道相互作用。本文描述一类基于 LaAlO/SrTiO 电子波导的新型准一维纳米结构，其中施加了正弦横向空间调制。以此“蛇形”调制创建的纳米线在子带谱中显示出独特的色散特征，即（1）自旋依赖子带极小值显著偏移（约 7 特斯拉），以及（2）分数量子电导平台，其中部分可由磁场连续调谐。第一性质可理解为与电子在纳米线中弹道式起伏运动所伴随的周期加速相关的工程化自旋轨道相互作用，而第二性质标志着该系统中因所施加周期结构导致的增强电子—电子散射的存在。在量子线中工程化这些相互作用的能力丰富了一维固态量子模拟平台的工具集。
引用
@article{arxiv.1912.07166,
title = {Engineered spin-orbit interactions in LaAlO$_3$/SrTiO$_3$-based 1D serpentine electron waveguides},
author = {Megan Briggeman and Jianan Li and Mengchen Huang and Hyungwoo Lee and Jung-Woo Lee and Kitae Eom and Chang-Beom Eom and Patrick Irvin and Jeremy Levy},
journal= {arXiv preprint arXiv:1912.07166},
year = {2020}
}