电子气中电流诱导自旋极化的理论
介观与纳米尺度物理
2017-05-24 v1
摘要
我们推导了存在自旋轨道耦合的二维电子气自旋动力学的布洛赫方程。对于后者，我们同时考虑了结构反演不对称（Rashba）和体反演不对称（Dresselhaus）的内禀机制，以及由杂质散射引起的外禀机制。推导基于 Rashba-Dresselhaus 自旋轨道耦合的 SU(2) 规范场表述。我们的主要结果是辨识出由 Elliot-Yafet 过程产生的新自旋生成转矩，它与由 Dyakonov-Perel 过程产生的类似项相抗衡。新的自旋生成转矩贡献于电流诱导自旋极化（CISP）——也称为 Edelstein 或 inverse spin-galvanic effect。因此，CISP 的行为比仅从内部 Rashba-Dresselhaus 场考虑所推测的更为复杂。特别地，电流诱导自旋极化的对称性不一定与内部 Rashba-Dresselhaus 场的对称性一致，并且通常预测存在 CISP 的面外分量，正如近期实验所观测到的。我们还讨论了向三维电子气的推广，这可能有助于解释薄膜中的实验。
引用
@article{arxiv.1702.04887,
title = {Theory of current-induced spin polarizations in an electron gas},
author = {Cosimo Gorini and Amin Maleki and Ka Shen and Ilya V. Tokatly and Giovanni Vignale and Roberto Raimondi},
journal= {arXiv preprint arXiv:1702.04887},
year = {2017}
}
备注
11 pages, 2 figures