杂乱导致的轨道霍尔效应与轨道松弛机制
介观与纳米尺度物理
2025-08-13 v2
摘要
尽管近期在轨道电子学方面取得了进展，但杂乱对轨道霍尔效应和轨道松弛机制的影响仍鲜为人知。本文采用二维正方形晶格上的实空间紧束缚模型，对其中承载原子轨道角动量的原子轨道，数值研究了杂乱在亚波长尺度器件中的作用。通过考虑不同几何形状的器件（正方形与矩形），并系统调节杂乱强度，我们检视了杂乱对轨道霍尔电流（OHC）产生及轨道松弛的影响。结果表明，OHC及轨道霍尔角度对杂乱强度具有强烈依赖性。在正方形器件中，我们展示，杂乱可显著增强轨道霍尔响应，其对杂乱强度的依赖性表明扩散规律下skew散射机制占主导。在矩形几何结构中，轨道电流随器件宽度呈指数衰减，从而可提取轨道松弛长度。这些发现为理解杂乱驱动的轨道传输现象提供关键见解，为设计下一代轨道电子器件奠定基础。
引用
@article{arxiv.2507.01941,
title = {Extrinsic Orbital Hall Effect and Orbital Relaxation in Mesoscopic Devices},
author = {Anderson L. R. Barbosa and Hyun-Woo Lee and Tatiana G. Rappoport},
journal= {arXiv preprint arXiv:2507.01941},
year = {2025}
}