弹道半导体线中自旋霍尔效应的横向自旋-轨道力
介观与纳米尺度物理
2007-05-23 v2
摘要
我们引入了依赖于自旋和动量的力算符，该算符由连接到两个理想（即无自旋和电荷相互作用）引线的、具有均匀Rashba自旋-轨道（SO）耦合的干净半导体量子线的哈密顿量定义。其在通过引线注入的自旋极化电子波包中的期望值解释了为什么波包中心会在横向方向上发生偏转。此外，相应的自旋密度将沿横向方向被拖拽，在线材的侧边缘产生符号相反的面外自旋积累，正如自旋霍尔效应的现象学所预期的那样，当自旋-↑和自旋-↓极化波包（模拟常规非极化电荷电流的注入）同时通过线材传播时。我们还证明，注入的自旋极化波包的自旋相干性会沿着SO耦合线材逐渐减弱（从而减弱“力”），这是由于单电子的自旋和轨道自由度的纠缠所致，即使在没有任何杂质散射的情况下也是如此。
关键词
引用
@article{arxiv.cond-mat/0503415,
title = {Transverse Spin-Orbit Force in the Spin Hall Effect in Ballistic Semiconductor Wires},
author = {Branislav K. Nikolic and Liviu P. Zarbo and Sven Welack},
journal= {arXiv preprint arXiv:cond-mat/0503415},
year = {2007}
}
备注
5 pages, 4 color EPS figures; 2 new figures and expanded discussion on the sign of spin Hall quantities. To appear in Phys. Rev. B 72 (2005)