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shot noise 与自旋轨道相干控制:针对纠缠态和自旋偏极电子

介观与纳米尺度物理 2009-11-11 v1 量子物理

摘要

我们扩展了之前关于在带有自旋轨道(s-o)相互作用的单向射线器几何中,对纠缠态和自旋偏极电子的shot noise的研究。在考虑了Dresselhaus和Rashba自旋轨道项的基础上,我们在散射方法中推导了关于singlet和triplets态shot noise的通用公式。我们确定了系统的完整散射矩阵,针对一个由两条轨道通道通过弱s-o相互作用导致能级反穿越的导体的情况。我们表明,这种能级间耦合在平面内将电子在不同通道之间传递,并导致一种额外的调制角——该角度取决于Rashba和Dresselhaus相互作用强度——从而允许对通过进入导体的电子进行进一步的独立相干控制。我们为各种纠缠对(例如Bell态)和导体自旋极化推导了明确的shot noise公式。有趣的是,对于沿垂直于导体1(具有局部s-o相互作用)和平面内的量子化轴所定义的singlet和每个triplet态,在能注入能接近能级反穿越处时,显示出区别于其他态的独特shot noise特征;因此,可以通过噪声测量将所有triplet态以及singlet态区分开来。我们还发现,由于导体1中由自旋轨道引起的散射,导致噪声振荡的可见性降低,这是由于该导体中的额外分区噪声所致。最后,我们考虑了将两粒子波包注入到多个离散状态的导体中,发现通过噪声的集中效应和反集中效应仍可观察到两粒子纠缠。

关键词

引用

@article{arxiv.cond-mat/0509038,
  title  = {Shot noise and spin-orbit coherent control of entangled and spin polarized electrons},
  author = {J. Carlos Egues and Guido Burkard and D. Saraga and John Schliemann and Daniel Loss},
  journal= {arXiv preprint arXiv:cond-mat/0509038},
  year   = {2009}
}

备注

30 two-column pages and 7 figures