石墨烯环在长波 regime 下的持久电荷流与自旋流
介观与纳米尺度物理
2014-09-23 v1
摘要
我们研究了由石墨烯片构建的 Corbino 盘上的持久电荷流和自旋流问题。我们在圆柱坐标系中一致地推导了包含动能、本征 (ISO) 和 Rashba 自旋 - 轨道相互作用的哈密顿量。对该哈密顿量的处理仔细考虑了厄米性和协变性。我们分别针对本征和 Rashba 自旋 - 轨道相互作用计算了能谱及相应的本征函数。为了确定持久电荷流，我们使用了能谱平衡线性响应定义。我们还确定了与此类平衡电流相关的自旋和赝自旋极化。对于本征情况，也可以通过将裸速度算符应用于 ISO 波函数，或者 alternatively 将 ISO 群速度算符应用于自由波函数来计算正确的电流。两种自旋轨道耦合下的电荷流在半整数磁通量子附近达到最大。由于贡献能级在半整数磁通值处沉入 (1K) 费米海，这些最大电流免受热效应影响。这种机制使得它们在易于达到的温度下可被观测到。仅对于 Rashba 耦合才会出现自旋流，这是由于 ISO 能谱的自旋对称性。对于 Rashba 耦合，自旋流在半整数磁通处被抵消，但在其附近保持有限，且上述相同机制保护了自旋流。
引用
@article{arxiv.1402.4103,
title = {Persistent charge and spin currents in the long wavelength regime for graphene rings},
author = {Nelson Bolivar and Ernesto Medina and Bertrand Berche},
journal= {arXiv preprint arXiv:1402.4103},
year = {2014}
}