自旋轨道耦合微通道中注入电子自旋扩散的建模
介观与纳米尺度物理
2010-11-23 v2
摘要
我们报告了对注入到具有线性Rashba和Dresselhaus自旋轨道耦合的扩散微通道中的自旋极化电子系综的自旋动力学的理论研究。我们探索了自旋进动长度和自旋扩散长度对自旋轨道相互作用强度、外磁场、微通道宽度和取向的依赖性。我们的结果基于数值蒙特卡洛模拟和近似解析公式，两者都用量子力学方法处理自旋动力学。我们得出结论：自旋扩散长度与进动长度相当或更大的情况出现在(i) 任意通道宽度下持续自旋螺旋态附近，以及(ii) 通道宽度与进动长度相当或更小的通道中，与Rashba和Dresselhaus场的比值无关。当Rashba和Dresselhaus场强度相近时，对于平行于面内对角晶向的通道，稳态自旋密度沿通道振荡或保持恒定。对于沿主立方晶向的通道，预测了与通道轴成45°倾斜的振荡自旋极化图案。对于典型的实验系统参数，需要特斯拉量级的磁场才能影响自旋扩散长度和自旋进动长度。
引用
@article{arxiv.1008.4030,
title = {Modeling of diffusion of injected electron spins in spin-orbit coupled microchannels},
author = {Liviu P. Zarbo and Jairo Sinova and Irena Knezevic and J. Wunderlich and T. Jungwirth},
journal= {arXiv preprint arXiv:1008.4030},
year = {2010}
}
备注
Replaced with final version (some explanations and figures improved). 8 pages, 6 figures