悬浮InAs纳米线中自旋轨道相互作用的矢量控制

具有强自旋轨道相互作用（SOI）的半导体纳米线，代表了从自旋电子学到拓扑量子计算等广泛新技术的有前景平台。然而，尽管SOI矢量的性质和方向至关重要，针对这些纳米线中SOI矢量性质和方向的实验研究仍然有限。典型器件将纳米线置于衬底之上，这会改变SOI矢量并破坏系统的本征对称性。在本工作中，我们报道了悬浮InAs纳米线的实验结果，其中纳米线对称性被完全保留并在输运测量中清晰可见。使用矢量磁体，弱反局域化（WAL）的非平凡演化在全部三维空间中被追踪，并且自旋轨道长度$l_{SO}$和相干长度$l_\varphi$被确定为磁场大小和方向的函数。通过研究WAL信号的角度图，我们证明了纳米线内的平均SOI是各向同性的，并且我们的发现与适用于包含纳米结构几何约束的半经典准一维WAL模型一致。此外，通过作用于适当设计的侧栅，我们施加外电场引入了额外的矢量Rashba自旋轨道分量，其强度可由外部手段控制。这些结果给出了关于悬浮纳米线本征性质的重要线索，并且对自旋电子学领域以及基于混合半导体的器件中马约拉纳束缚态的操控具有意义。