平面量子环中量子干涉与 Rashba 自旋轨道耦合：对磁性和输运性质的影响

研究二维电子气在具有 Rashba 自旋轨道相互作用和横向均匀磁场作用下，链状平面量子环的磁性-输运性质。调制势函数模型描述沿一个方向的环链周期性以及垂直方向的约束。电子能带在特定磁场值处坍缩为高度退化的离散能级。Rashba 效应显著影响系统的性质。计算表明，在较高的 Rashba 耦合强度下，自旋差分轨道磁化能从顺磁性转为无穷磁化能。这与在相同 Rashba 值下观察到的自旋差分持久电流的反转相吻合。总磁化能和自旋差分磁化能显示与能带节点相关的振荡。纵向磁导电率分量显示类似 Shubnikov-De Haas 行为的振荡，而横向分量呈现类似量子霍尔效应的梯状轮廓。然而，这两者更 closely 关联于能带坍缩的周期性导致的态密度振荡，而非与量子霍尔效应的机制相关。这凸显了具有非平凡几何形状的纳米结构中量子拓扑相的丰富物理。 在较高的 Rashba 耦合下，这种行为会降解。自旋磁化能显示显著的振荡，表明 Zeeman 效应和 Rashba 效应在自旋极化上的复杂相互作用。这些结果为在调制半导体结构中可实现的实验相关电子和自旋特性提供了见解，为开发用于磁性-输运和自旋电子器件的先进 2D 基材料做出了贡献。