半导体中自旋轨道耦合及自旋霍尔效应

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	半导体中自旋轨道耦合及自旋霍尔效应
	常凯 ; 杨文
刊名	物理学进展
	2008
卷号	28 期号:3 页码:236-262
中文摘要	本文主要评述和介绍半导体微结构中自旋轨道耦合的研究和最近的研究进展.我们细致地讨论了半导体微结构中自旋轨道耦合的物理起源和窄带隙半导体量子阱中的自旋霍尔效应.我们发现目前国际上广泛采用的线性Rashba模型在较大的电子平面波矢处失效:即自旋轨道耦合导致的能带自旋劈裂不再随电子波矢的增加而增加,而是开始下降,即出现强烈的非线性行为.这种非线性的行为起源于导带和价带间耦合的减弱.这种非线性行为还会导致电子的D'yakonov-Perel'自旋弛豫速率在较高能量处下降,与线性模型的结果完全相反.在此基础上,我们构造统一描述电子和空穴自旋霍尔效应的理论框架.我们的方法可以非微扰地计入自旋轨道耦合对本征自旋霍尔效应的影响.我们将此方法应用于强自旋轨道耦合的情形,即窄带隙CdHgTe/CdTe半导体量子阱.我们发现调节外电场或量子阱的阱宽可以作为导致量子相变和本征自旋霍尔效应的开关.我们的工作可能会为区别和实验验证本征自旋霍尔效应提供物理基础.
英文摘要	本文主要评述和介绍半导体微结构中自旋轨道耦合的研究和最近的研究进展.我们细致地讨论了半导体微结构中自旋轨道耦合的物理起源和窄带隙半导体量子阱中的自旋霍尔效应.我们发现目前国际上广泛采用的线性Rashba模型在较大的电子平面波矢处失效:即自旋轨道耦合导致的能带自旋劈裂不再随电子波矢的增加而增加,而是开始下降,即出现强烈的非线性行为.这种非线性的行为起源于导带和价带间耦合的减弱.这种非线性行为还会导致电子的D'yakonov-Perel'自旋弛豫速率在较高能量处下降,与线性模型的结果完全相反.在此基础上,我们构造统一描述电子和空穴自旋霍尔效应的理论框架.我们的方法可以非微扰地计入自旋轨道耦合对本征自旋霍尔效应的影响.我们将此方法应用于强自旋轨道耦合的情形,即窄带隙CdHgTe/CdTe半导体量子阱.我们发现调节外电场或量子阱的阱宽可以作为导致量子相变和本征自旋霍尔效应的开关.我们的工作可能会为区别和实验验证本征自旋霍尔效应提供物理基础.; 于2010-11-23批量导入; zhangdi于2010-11-23 13:00:16导入数据到SEMI-IR的IR; Made available in DSpace on 2010-11-23T05:00:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 3751.pdf: 2849968 bytes, checksum: 5323a33897aed420488e71601bdc0954 (MD5) Previous issue date: 2008; 国家自然科学基金,中科院知识创新工程; 中国科学院半导体所
学科主题	半导体物理
收录类别	CSCD
资助信息	国家自然科学基金,中科院知识创新工程
语种	中文
公开日期	2010-11-23 ; 2011-04-28
内容类型	期刊论文
源URL	[http://ir.semi.ac.cn/handle/172111/15853]
专题	半导体研究所_中国科学院半导体研究所（2009年前）
推荐引用方式 GB/T 7714	常凯,杨文. 半导体中自旋轨道耦合及自旋霍尔效应[J]. 物理学进展,2008,28(3):236-262.
APA	常凯,&杨文.(2008).半导体中自旋轨道耦合及自旋霍尔效应.物理学进展,28(3),236-262.
MLA	常凯,et al."半导体中自旋轨道耦合及自旋霍尔效应".物理学进展 28.3(2008):236-262.