二维空穴气体系统中自旋霍尔运输的数值研究

我们对二维空穴气体 (2DHG) 系统中自旋霍尔效应的数值研究。我们发现，对于封闭 torus 系统，在广泛的无序强度范围内， extrapolated to the thermodynamic limit 的自旋霍尔电导 (SHC) 保持有限。但一旦引入无序，一旦外部电场诱导的自旋霍尔累积现象消失。通过对圆筒形样品中沿着辐射线插入一个通量量的 Laughlin 量子力学想象实验进行数值计算，我们发现无序情况下没有出现能级穿越。相反，在无无序情况下，能级会相互穿越，这会导致在圆筒形系统中插入一个通量量后，样品边界出现能级的振荡自旋密度调制。然而，相应的净自旋传递仅为预期的 bulk SHC 的一个数量级。这些看似矛盾的结果可归因于此类系统中自旋守恒定律的失效。我们也简要讨论了耗散型费米面对自旋极化的贡献，这可能与实验测量相关。