二维空穴气体中的横向磁场聚焦

二维空穴气体（2DHGs）具有强的固有自旋轨道耦合，可用于利用横向磁场聚焦（TMF）构建自旋滤波器。然而，随着自旋自由度的增加，空穴在TMF实验中表现出与电子截然不同的行为，使其结果解释具有挑战性。本文在GaAs/Al$_{\mathrm{x}}$Ga$_{\mathrm{1-x}}$As异质结构中，对2DHGs的TMF进行数值建模。我们的能带计算表明，重空穴态（$\langle J_{z} \rangle = \pm\frac{3}{2}$）和轻空穴态（$\langle J_{z} \rangle = \pm\frac{1}{2}$）在有限 $k$ 处混合，而由于鲁赫巾效应导致的重空穴亚带并非自旋偏 polarized。这种缺乏自旋偏 polarized 使得在常规GaAs/Al$_{\mathrm{x}}$Ga$_{\mathrm{1-x}}$As异质结构中使用TMF进行自旋滤波的可行性存疑。我们随后计算了具有自旋投影的2DHG的输运性质，提供了一种新的解释和设计TMF实验在2DHGs中的方法。