受Zeeman场作用的介观自旋轨道耦合环状持续电流
介观与纳米尺度物理
2024-11-20 v2
摘要
介观环状持续电流（PCs）自1983年由B"uttiker、Landauer和Imry提出后便受到广泛关注。本文探讨了受Zeeman场影响的自旋轨道耦合环状PC的行为，与通过磁通贯穿环状观察的传统PC进行对比。我们的研究表明，本设置下PC的出现严格取决于非零的自旋轨道耦合和Zeeman场。通过理论分析和数值计算，我们发现了若干有趣现象。具体而言，在波动性环中，我们观察到PC与系统尺寸成反比， 当环上偶数个轨道占据半填充时PC为零。此外，引入局部无序会抑制PC， 对于大无序强度呈指数衰减， 小无序强度下呈二次衰减。有趣的是，无序可在单个样本中增强PC，但配置平均后的PC为零。进一步发现，PC的标准差随无序强度增加， 达到最大值后再下降至零。我们研究了当Zeeman场和自旋轨道场不共线时的PC情况。我们也研究了持续自旋电流，其行为类似于PC， 但在半填充时不为零。我们的发现阐明了自旋轨道耦合、Zeeman场与无序在介观量子系统之间复杂相互作用的机制，为理论探索和实验验证提供了新思路。
引用
@article{arxiv.2406.07405,
title = {Persistent currents in mesoscopic spin-orbit coupled rings due to an applied Zeeman field},
author = {Bijay Kumar Sahoo and Subroto Mukerjee and Abhiram Soori},
journal= {arXiv preprint arXiv:2406.07405},
year = {2024}
}
备注
8 pages, 10 captioned figures. Version accepted for publication in Phys. Rev. B