Rashba自旋轨道耦合引起的电子双折射现象研究

来源 :华南理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:nihaoyuyue2009
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我们系统地研究了在二维电子气中,具有自旋极化的入射电子在经过非Rashba区到Rashba区的单界面时由于Rashba自旋轨道耦合效应引起的电子双折射现象。 首先,我们探讨了在研究双折射过程中所遇到的边界条件以及波函数干涉项的问题,并证明了在一般情况下电子的干涉项有y方向分量,但是在垂直入射条件下,干涉项只出现在Rashba区效应区的y方向。 其次,通过与光在方解石晶体传播中的光双折射现象相比较,我们相信典型的半导体异质结中2DEG的Rashba效应足以产生可观测的电子双折射效应,并且可以用于设计和制造电子自旋分离器。随后我们还研究了双折射过程中的初始自旋态与折射率、反射率和反射自旋态之间的变化关系。在电子垂直入射的情况下,得出了有半波损失的反射波及折射波解析表达式。通常情况下,电子的折射率、反射率及反射自旋态都受到初始自旋态的决定。但是在垂直入射时,电子的总折射率和总反射率都不会受到初始电子自旋态的影响并且可以得到一个解析表达式,同时还证明了垂直入射的电子自旋在Rashba区输运过程中是螺旋式前进的,并且还发现沿垂直于电子传播方向有诱导电流的产生。 最后,我们还研究了电子在弹道输运条件下的自旋依赖电导和自旋极化并分析了获得较高自旋极化要以牺牲电导为代价。
其他文献
本文中我们详细推导了弹性场/声波场的二维层间多重散射理论并对声子晶体的应用进行设计。更具体地: 首先,我们拓展层间多重散射理论到二维声子晶体,计算其反射和透射系数。在这种思路中,声子晶体被看成由一系列沿某个方向排列的具有一维周期性的单层组成。通过计算单层的散射矩阵我们最终获得多层体系的反射和透射系数。为了显示这种方法的应用,我们计算了纯固体组分以及固-液混合组分体系的透射系数。通过对照带结构