PbSe 纳米线中的能谷与自旋劈裂

我们使用经验紧束缚方法计算了沿 [111] 方向生长的 PbSe 纳米线中的电子和空穴态。我们表明，能谷-轨道劈裂与自旋-轨道劈裂对纳米线元胞内的原子排列极为敏感，并且在具有微观 $D_{3d}$、$C_{2h}$ 和 $D_{3}$ 对称性的 [111] 纳米线中表现不同。当纳米线直径小于 4 nm 时，能谷-轨道劈裂变得与限制能量相当，此时 $\boldsymbol{k}\cdot\boldsymbol{p}$ 方法不再适用。具有 $D_{3}$ 点对称性且无反转中心的纳米线表现出巨自旋劈裂 $E = \alpha k_z$，它与一维波矢 $k_z$ 成线性关系，常数 $\alpha$ 高达 1 eV$\cdot$\AA。