基于8带Kane模型和有限差分法的III-V量子阱中自旋轨道耦合参数数值分析
介观与纳米尺度物理
2021-04-01 v1
摘要
借助包络函数近似、8带Kane模型和坐标空间离散化的有限差分格式，我们对基于闪锌矿III-V半导体的对称与非对称[0 0 1]量子阱中受限二维电子气的自旋轨道耦合参数进行了数值计算。研究了量子阱能带参数和宽度以及沿生长方向施加的外电场大小对Dresselhaus和Rashba自旋轨道耦合参数的影响。研究发现，在对称InGaAs/GaAs量子阱中，线性动量自旋轨道耦合在第三电子子带于特定阱宽和铟含量值处消失。还表明，在非对称InGaAs/GaAs结构中，自旋轨道耦合参数可在特定电场下相等，这是实现SU(2)自旋对称性和形成持续自旋螺线的条件。此外，我们计算了持续自旋螺线态下的自旋轨道耦合随阱宽、铟含量和外场的变化。所提出的自旋轨道耦合参数计算方法可应用于其他具有自旋轨道耦合的二维结构。
引用
@article{arxiv.2103.16721,
title = {Numerical analysis of the spin-orbit coupling parameters in III-V quantum wells using 8-band Kane model and finite-difference method},
author = {Vladimir Degtyarev and Sofia Khazanova and Anton Konakov and Yury Danilov},
journal= {arXiv preprint arXiv:2103.16721},
year = {2021}
}
备注
10 pages, 6 figures