耦合量子阱结构中局域自旋极化密度振荡

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本文通过考虑Rashba自旋轨道耦合,研究了InAs/InAlAs耦合量子阱系统中,局域自旋极化密度随时间演化的问题.同时还研究了量子阱结构尺寸和结构非对称性效应对不同自旋电子几率密度和局域自旋极化密度的影响.  利用有限差分法求解含时薛定谔方程,计算出阱中自旋极化电子波函数随时间的变化,给出了在耦合双阱中自旋电子的几率密度随时间的演化.结果表明,由于考虑Rashba自旋轨道耦合,阱中能级发生劈裂,不同自旋取向电子的几率密度在两阱中出现振荡.我们进一步讨论了自旋电子几率密度振荡周期和振荡振幅与电子波矢的依赖关系,发现:随着波矢的增加,隧穿振荡周期减小,振幅先增大后较小.另外,由于阱内自旋能级劈裂效应导致局域自旋极化密度在单个量子阱中出现振荡现象.当波矢增大时,自旋极化密度也增大.随着时间的推移,自旋极化密度会局域在某一自旋态.  另外,我们还讨论了结构尺寸和结构非对称性的影响.通过改变中间势垒厚度和右侧量子阱宽度,发现:耦合势垒厚度对自旋极化密度有显著影响,势垒越窄,电子振荡时间越长,而势垒越厚,电子自旋极化密度越容易趋于局域.右侧量子阱宽度增加,左阱自旋向上的电子几率密度出现退局域现象,电子均匀分布在两量子阱中.
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