具有面内磁场的二维双谷半导体中的磁相变
介观与纳米尺度物理
2021-01-11 v1 量子物理
摘要
双谷半导体中的二维电子气（2DEG）具有由自旋与谷量子数给出的两个离散自由度。我们分析了具有自旋轨道相互作用（SOI）、面内磁场及电子-电子相互作用的双谷半导体在零温下的磁不稳定性。所施加的面内磁场与 SOI 的相互作用导致不同谷中非共线自旋量子化。结合交换区间相互作用，这产生了一个包含四个非平庸磁相的丰富相图。相互作用的 2DEG 中始终存在的对自由能的负非解析三次修正，是一阶相变的成因。在此，我们表明序参量的非零基态值可以截断该三次非解析性，并驱动某些磁相变成为二阶。我们还发现了两个零温三临界点，它们与二阶相变线共同构成了相图的量子临界区。这些相变可通过静电栅极或面内磁场从外部调控。
引用
@article{arxiv.2008.07518,
title = {Magnetic phase transitions in two-dimensional two-valley semiconductors with in-plane magnetic field},
author = {Dmitry Miserev and Jelena Klinovaja and Daniel Loss},
journal= {arXiv preprint arXiv:2008.07518},
year = {2021}
}