具有自旋轨道耦合的 U 形一维通道中的自旋与电荷输运

我们重新推导了限制在具有与动量线性的自旋轨道耦合（SOC）的弯曲一维（1D）通道中电子的哈密顿量的一般形式，并将其应用于 U 形通道。通过将推导出的连续 1D 哈密顿量离散化为紧束缚版本，可以应用处理非平衡输运的 Landauer-Keldysh 形式（LKF）。基于 LKF 的 U 形通道自旋输运与以往的量子力学方法进行了比较。我们还重新审视了曲率诱导几何势的作用，该势在此前关于环问题的文献中被忽略。讨论了对应于弱 SOC 或急转弯的非绝热输运区间与对应于强 SOC 或平滑转弯的绝热输运区间。基于 LKF，进一步揭示了有趣的自旋与电荷输运性质。对于电荷输运，Rashba 与线性 Dresselhaus (001) SOC 之间的相互作用导致 U 形通道半环部分的局部电荷密度产生额外调制，这被证明源于角度依赖的自旋轨道势。对于自旋输运，先前理论上预测的 Rashba 环、Dresselhaus 环以及持续自旋螺旋态的本征态，均通过当前的量子输运计算进行了数值验证。