ZBORNIK POVZETKOV - Soft Matter Laboratory

Naslov prispevka: Magneto-electron states of non-interacting electrons with
strong spin-orbit coupling on a ring
Avtor: Ambrož Kregar in Anton Ramšak
Povzetek:
Sklopitev spin tir v polprevodnikih je pojav, ko se zaradi posebnih simetrijskih
lastnosti kristala v elektronskem hamiltonianu pojavijo členi, sorazmerni s produkti
komponent spina elektrona in njegove gibalne količine. Rashbove sklopitev je tip
sklopitve, ki ga zaradi strukturne inverzijske asimetrije najdemo na stikih dveh različnih
polprevodnikov v heterostrukturah, zaradi možnosti kontroliranja jakosti sklopitve z
zunanjim električnim poljem pa se tovrstni tip sklopitve kaže kot resen kandidat za
praktično uporabo v spintronskih napravah.
V prispevku obravnavamo lastnosti elektrona na obroču v prisotnosti magnetnega
pretoka in Rashbove sklopitve. Na začetku predstavimo pravilno izpeljavo hamiltoniana
za zvezen obroč, ki je zaradi rotacijske simetrije problema in prisotnosti sklopitve spin-tir
netrivialna. V nadaljevanju vpeljemo unitarno transformacijo hamiltoniana, ki omogoča
enostavno rešitev Schrödingerjeve enačbe za zunanji potencial, neodvisen od spina
elektrona. Metodo uporabimo za rešitev elektrona na periodičnem potencialu, ki ga
modeliramo z delta funkcijami, in rešitev preslikamo v drugo kvantizacijo, kar nam
omogoči reševanje problema več elektronov.
Posebej se osredotočimo na problem obroča s štirimi mesti, ki predstavlja
modelski sistem za preučevanje lastnosti kvadratne kvantne pike z dvema elektronoma.
Ugotovimo, da lahko vpliv Rashbove sklopitve opišemo kot dodatni efektivni magnetni
pretok skozi obroč, kar nam omogoča enostavno spreminjanje energije singletnih in
tripletnih stanj zgolj z uporabo zunanjega električnega polja.
59