用于增强Dresselhaus自旋轨道相互作用的低对称性纳米线截面
介观与纳米尺度物理
2021-06-02 v1
摘要
我们从理论上研究了具有闪锌矿晶格的半导体纳米线中低能电子的自旋轨道相互作用。针对包括<11(-2)>取向纳米线在内的多种生长方向，推导了有效的Dresselhaus项。虽然存在一种特定构型，即使在低对称性约束势下Dresselhaus自旋轨道耦合也被抑制，但许多构型允许强Dresselhaus耦合。我们特别讨论了以环形或圆形扇区为模型建立的纳米线截面的定性与定量结果。详细分析了参数依赖性，从而可对大量不同装置作出预测。例如，我们深入了解了最近制备的GaAs-InAs纳米膜-纳米线结构中的自旋轨道耦合。通过结合有效的Dresselhaus项与Rashba项，我们发现此类结构是需要电控自旋轨道相互作用应用的有前景平台。若将纳米线截面缩小并用InSb替代InAs，预计可获得量级为毫电子伏、基于Dresselhaus的极高自旋轨道能量。通过电栅极可诱导出与有效Dresselhaus项类似的Rashba项，从而提供开关自旋轨道相互作用的手段。通过改变圆扇区的中心角，我们发现除其他外，当纳米线截面类似半盘时尤其可能实现强Dresselhaus耦合。
引用
@article{arxiv.1910.00562,
title = {Low-symmetry nanowire cross-sections for enhanced Dresselhaus spin-orbit interaction},
author = {Miguel J. Carballido and Christoph Kloeffel and Dominik M. Zumbühl and Daniel Loss},
journal= {arXiv preprint arXiv:1910.00562},
year = {2021}
}
备注
17 pages containing 7 figures as PDF-files