各向异性 Rashba 模型中反转动子电导效应的微观理论

Rashba 自旋-电荷转换机制通过反向和直接转动子电导效应实现，这是一种众所周知的机制。由于缺乏完全的反演对称性，电流和自旋密度得以耦合。本文研究当平面旋转对称性降至 $C_{2v}$ 和 $C_{3v}$ 对称群时发生的该现象，此时电子能谱变为各向异性。我们发现，在 $C_{2v}$ 情形下，根据主轴上 Rashba 自旋轨道耦合强度的比例，平衡态自旋密度偏离与施加电场成垂直的 $90^\circ$ 角度，与各向同性情况下的行为显著不同。在 $C_{3v}$ 情形下，当存在三阶动量扭曲项时，虽然自旋密度仍保持标准的 $90^\circ$ 角度旋转，但自旋-电荷转换强度取决于扭曲程度的大小。本文的微观理论考虑了散乱效应，包括通过 Kubo 公式的图解法以及量子动力学实现的顶点修正。我们表明，顶点修正对于捕捉反转动子电导效应的细节至关重要，与基于常数宽度近似的先前处理方法形成鲜明对比。