一维中的狄拉克悖论及其在自旋轨道耦合纳米线中的实现

在两个具有相反螺旋度的无质量狄拉克模型的界面处会出现一种悖论情形：由于自旋与动量的锁定，横向入射的电子似乎既不能被透射也不能被反射。本文在一维空间中研究此悖论，与高维实现不同，电子不能沿界面泄漏。我们表明，仅涉及无质量狄拉克模式的模型根据该界面处螺旋度变化的建模方式，会导致无解或平凡解。然而，当考虑额外的有质量狄拉克模式时，存在该悖论的非平凡散射解。尽管这些模式在其能隙内不携带电流，它们与无质量模式的界面耦合可诱导出有限且可调的透射。最后，我们表明这种无质量+有质量狄拉克模型可在暴露于外部塞曼场的适当门控自旋轨道耦合纳米线中实现，其中透射系数可被电学调控。