二維自旋軌道耦合電子系統(tǒng)中的自旋霍爾效應(yīng).pdf

1、30 多年前被提出的“自旋霍爾效應(yīng)”在很長一段時(shí)間里都默默無聞。隨著近兩年在三維價(jià)帶模型及二維自旋軌道耦合電子系統(tǒng)模型分別發(fā)現(xiàn)了“固有”自旋霍爾效應(yīng)，這一領(lǐng)域開始活躍起來。而且由于現(xiàn)在討論的自旋軌道耦合并非依賴于雜質(zhì)散射，而是由系統(tǒng)本身的結(jié)構(gòu)特征所決定，外部只需加一個(gè)電場就可以產(chǎn)生自旋極化的“電流”，這就為自旋注入提供了一種簡便的方法，也會(huì)對(duì)量子計(jì)算、量子存儲(chǔ)和量子信息的發(fā)展產(chǎn)生積極影響。在這篇論文里，我們探討了二維自旋軌道耦合電子系統(tǒng)

2、的自旋霍爾效應(yīng)。首先我們介紹了Rashba 和Dresselhaus 自旋軌道耦合作用產(chǎn)生的原因，并用最基本的方法求解了它們的本征值與本征態(tài)，我們看到由于自旋軌道耦合作用項(xiàng)與動(dòng)量成線性關(guān)系，使得色散關(guān)系曲線分裂成兩支，這是能產(chǎn)生固有自旋霍爾效應(yīng)的基礎(chǔ)；其次我們介紹了在二維無雜質(zhì)Rashba 自旋軌道耦合系統(tǒng)中的固有自旋霍爾效應(yīng)，我們看到在外加直流電場的作用下，可以產(chǎn)生自旋霍爾電流，而且自旋霍爾電導(dǎo)是一個(gè)常數(shù)，如果兩支能級(jí)分支都被電子占據(jù)