自旋轨道耦合电子系统纳米带中的共振自旋霍尔效应与能斯特效应

我们对具有 Rashba 和 Dresselhaus 自旋轨道耦合的二维电子系统纳米带中的自旋霍尔现象进行了理论研究。我们在实空间中用正方晶格对该电子系统进行建模。我们表明，除了 $\Gamma$ 点之外，这种纳米带还可以在两个相反自旋子带之间产生许多额外的自旋简并点以及反交叉点。我们计算了 SHC，并证明当化学势穿过这些自旋简并点或反交叉点时，SHC 会发散并产生共振。与以往的研究不同，这里这种共振甚至不需要磁场或光等任何外部微扰即可出现。我们还研究了自旋能斯特效应，并发现在反交叉点和自旋简并点处它表现出明显的峰值，这与低温下的 Mott 关系一致。最后，我们还利用晶格模型中的推迟格林函数方法，研究了这些额外的自旋简并点和反交叉点在纵向电导中的特征。有限宽度诱导的子带反映在纵向电导中，其取量子化值 $2n e^{2}/{h}$，其中 $n$ 表示化学势占据的能带数，且每个能带具有自旋分裂的子带。我们还注意到，在低能量下两个相反自旋子带之间发生的反交叉也可以通过纵向电导来检测。