对称双子带量子阱中的巨大边缘自旋积累

我们研究了在具有两个子带对称量子阱中形成的高迁移率二维电子气的边缘自旋积累。这项研究的强烈动机来源于Hernandez等人最近的实验[Phys. Rev. B {\bf 88}, 161305(R) (2013)]，该实验证明了双层对称GaAs结构边缘附近的自旋积累，而单层构型中则无此效应。我们所考虑的自旋轨道相互作用的内在机制源于具有相反宇称的两个子带态之间的耦合。与通常的单子带结构相比，我们得到双子带样品边缘自旋密度的参数化大幅度值。我们表明，系统中能隙的存在，即两个子带底之间的能量分离$\Delta$，会剧烈改变边缘自旋积累的图像。因此，通过调节费米能量（电子密度）和/或$\Delta$，可以轻松地从弱自旋积累状态过渡到强自旋积累状态。我们估计，将能隙$\Delta$从零改变到$1\div 2$ K，效应大小变化三个数量级。这为设计新型自旋电子器件开辟了可能。