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特殊结构的多臂量子环的持续电流

杜坚 王素新 袁爱国

特殊结构的多臂量子环的持续电流

杜坚, 王素新, 袁爱国
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  • 提出了中臂弯曲的多臂量子环模型,且是上臂最短和下臂最长的不等臂量子环.研究发现:总磁通为零时,持续电流随半导体环增大发生非周期性振荡,并与电极的磁矩方向及隧穿电子的自旋方向相关,下臂因为最长而获得最小的平均持续电流.AB磁通增强时,持续电流会发生周期性振荡,各臂之间明显出现相互制约的现象.各臂持续电流之间的差异与臂长和磁通分布相关,Rashba自旋轨道耦合具有改变持续电流相位和相位差的效应.在一定条件下,两种波函数所对应的持续电流是可分离的.
    • 基金项目: 河北省教育厅自然科学研究指导计划(批准编号:Z2008103)资助的课题.
    [1]

    [1]Baibich M N,Broto J M,Fert A, van Dau F N,Petroff F,Etienne P,Creuzet G, Friederich A,Chazelas J 1988 Phys.Rev.Lett. 61 2472

    [2]

    [2]Slonczewski J C 1989 Phys.Rev. B 39 6995

    [3]

    [3]Gijs M A M,Bauer G E W 1997 Adv.Phys. 46 285

    [4]

    [4]Viret M,Berger S,Gabureac M, Ott F,Olligs D, Petej I,Gress J F,Fermon C,Francinet G,Le Goff G 2002 Phys.Rev. B 66 220401

    [5]

    [5]Wolf S A,Awschalom D D,Buhrman R A,Daughton J M,von Molnar S,Roukes M L, Chtchelkanova A Y,Treger D M 2001 Science 294 1488

    [6]

    [6]Li Y X, Liu J J, Li B Z 2005 Acta Phys. Sin. 54 1366(in Chinese) [李玉现、刘建军、李伯臧 2005 物理学报 54 1366]

    [7]

    [7]Du J,Zhang P,Liu J H,Li J L,Li Y X 2008 Acta Phys. Sin. 57 7221(in Chinese)[杜坚、张鹏、刘继红、李金亮、李玉现 2008 物理学报 57 7221]

    [8]

    [8]Yin Y Q,Li H,Ma J N,He Z L,Wang X Z 2009 Acta Phys.Sin. 58 4162(in Chinese)[尹永琦、李华、马佳宁、贺泽龙、王选章 2009 物理学报 58 4162]

    [9]

    [9]Wu S Q 2009 Acta Phys.Sin. 58 4175(in Chinese)[吴绍全 2009 物理学报 58 4175]

    [10]

    ]Jayannavar A M,Singha P 1995 Phys.Rev. B 51 10175

    [11]

    ]Chen X W,Chen B J,Shi Z G,Song K H 2009 Acta Phys.Sin. 58 2720(in Chinese)[谌雄文、谌宝菊、施振刚、宋克慧 2009 物理学报 58 2720]

    [12]

    ]Ma M M,Ding J W,Chen H B,Xu N 2009 Acta Phys.Sin. 58 2726(in Chinese)[马明明、丁建文、陈宏波、徐宁 2009 物理学报 58 2726]

    [13]

    ]Yi J,Wei J H,Hong J,Lee S 2002 Phys.Rev.B 65 033305

    [14]

    ]Du J,Li C G,Qin F 2009 Acta Phys. Sin. 58 576 (in Chinese)[杜坚、李春光、秦芳 2009 物理学报 58 576]

    [15]

    ]Rabaud W, Saminadayar L, Mailly D, Rabaud W, Samianadayar L, Mailly D, Hasselbach K, Benoit A, Etienne B 2001 Phys Rev.Lett. 86 3124

    [16]

    ]Bouzerar G,Poilbanc D 1995 Phys.Rev. B 52 10772

    [17]

    ]Chakraborty T,Pietilainen P 1994 Phys.Rev. B 50 8460

    [18]

    ]Krokhin A A,Krive I V 1998 Superlattice and Microst. 23 485

    [19]

    ]Emperador A,Barranco M,Lipparini E,Pi M,Serra L 1999 Phys.Rev.B 59 15301

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    ]Berry M V 1984 Proc. Roy. Soc. Lond. Ser. A 392 45

    [21]

    ]Loss D,Goldbart P M,Balatsky A V 1990 Phys.Rev.Lett. 65 1655

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    ]Byers N,Yang C N 1961 Phys.Rev.Lett. 7 46

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    ]Citro R,Romeo F,Marinaro M 2006 Phys.Rev. B 74 115329

    [24]

    ]Meijer F E,Morpurgo A F,Klapwijk T M 2002 Phys.Rev. B 66 033107

    [25]

    ]Molnar B,Peeters F M,Vasilopoulos P 2004 Phys.Rev. B 69 155335

    [26]

    ]Wu H C,Guo Y,Chen X Y,Gu B L 2003 Phys.Rev. B 68 125330

  • [1]

    [1]Baibich M N,Broto J M,Fert A, van Dau F N,Petroff F,Etienne P,Creuzet G, Friederich A,Chazelas J 1988 Phys.Rev.Lett. 61 2472

    [2]

    [2]Slonczewski J C 1989 Phys.Rev. B 39 6995

    [3]

    [3]Gijs M A M,Bauer G E W 1997 Adv.Phys. 46 285

    [4]

    [4]Viret M,Berger S,Gabureac M, Ott F,Olligs D, Petej I,Gress J F,Fermon C,Francinet G,Le Goff G 2002 Phys.Rev. B 66 220401

    [5]

    [5]Wolf S A,Awschalom D D,Buhrman R A,Daughton J M,von Molnar S,Roukes M L, Chtchelkanova A Y,Treger D M 2001 Science 294 1488

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    [6]Li Y X, Liu J J, Li B Z 2005 Acta Phys. Sin. 54 1366(in Chinese) [李玉现、刘建军、李伯臧 2005 物理学报 54 1366]

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    [7]Du J,Zhang P,Liu J H,Li J L,Li Y X 2008 Acta Phys. Sin. 57 7221(in Chinese)[杜坚、张鹏、刘继红、李金亮、李玉现 2008 物理学报 57 7221]

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    [8]Yin Y Q,Li H,Ma J N,He Z L,Wang X Z 2009 Acta Phys.Sin. 58 4162(in Chinese)[尹永琦、李华、马佳宁、贺泽龙、王选章 2009 物理学报 58 4162]

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    [9]Wu S Q 2009 Acta Phys.Sin. 58 4175(in Chinese)[吴绍全 2009 物理学报 58 4175]

    [10]

    ]Jayannavar A M,Singha P 1995 Phys.Rev. B 51 10175

    [11]

    ]Chen X W,Chen B J,Shi Z G,Song K H 2009 Acta Phys.Sin. 58 2720(in Chinese)[谌雄文、谌宝菊、施振刚、宋克慧 2009 物理学报 58 2720]

    [12]

    ]Ma M M,Ding J W,Chen H B,Xu N 2009 Acta Phys.Sin. 58 2726(in Chinese)[马明明、丁建文、陈宏波、徐宁 2009 物理学报 58 2726]

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    ]Yi J,Wei J H,Hong J,Lee S 2002 Phys.Rev.B 65 033305

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    ]Du J,Li C G,Qin F 2009 Acta Phys. Sin. 58 576 (in Chinese)[杜坚、李春光、秦芳 2009 物理学报 58 576]

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    [16]

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    ]Loss D,Goldbart P M,Balatsky A V 1990 Phys.Rev.Lett. 65 1655

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    ]Citro R,Romeo F,Marinaro M 2006 Phys.Rev. B 74 115329

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    ]Wu H C,Guo Y,Chen X Y,Gu B L 2003 Phys.Rev. B 68 125330

  • [1] 杜坚, 王素新, 袁爱国. δ势垒对多臂量子环中持续电流的影响. 物理学报, 2010, 59(4): 2767-2774. doi: 10.7498/aps.59.2767
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    [3] 吴绍全, 谌雄文, 孙威 立, 王顺金. 嵌入耦合量子点的介观Aharonov-Bohm环内的持续电流. 物理学报, 2004, 53(7): 2336-2341. doi: 10.7498/aps.53.2336
    [4] 刘咏梅, 辛建之, 嵇英华, 谢芳森, 雷敏生. 磁场对介观耦合金属环中持续电流的影响. 物理学报, 2004, 53(4): 1207-1210. doi: 10.7498/aps.53.1207
    [5] 叶剑斐, 叶 飞, 丁国辉. 嵌入量子点的介观Aharonov-Bohm环的基态与持续电流. 物理学报, 2003, 52(2): 468-472. doi: 10.7498/aps.52.468
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    [7] 王启文, 红兰. 二维量子点中极化子的自旋弛豫. 物理学报, 2012, 61(1): 017107. doi: 10.7498/aps.61.017107
    [8] 谌宝菊, 谌雄文, 施振刚, 宋克慧. 嵌入T型耦合双量子点介观A-B环系统的显著Fano 效应. 物理学报, 2009, 58(4): 2720-2725. doi: 10.7498/aps.58.2720
    [9] 陈华, 杜磊, 牛文娟, 庄奕琪. Rashba自旋轨道耦合作用下电荷流散粒噪声与自旋极化的关系研究. 物理学报, 2009, 58(8): 5685-5692. doi: 10.7498/aps.58.5685
    [10] 余万伦, 王顺金, 吴绍全, 孙威立. 嵌入单量子点Aharonov-Bohm环中的近藤效应. 物理学报, 2005, 54(6): 2910-2917. doi: 10.7498/aps.54.2910
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    [15] 朱林, 金莲, 李玲, 谢征微. 多层结构双自旋过滤隧道结中的电子输运特性. 物理学报, 2009, 58(12): 8577-8583. doi: 10.7498/aps.58.8577
    [16] 李明, 张荣, 刘斌, 傅德颐, 赵传阵, 谢自力, 修向前, 郑有炓. AlGaN/GaN量子阱中子带的Rashba自旋劈裂和子带间自旋轨道耦合作用研究. 物理学报, 2012, 61(2): 027103. doi: 10.7498/aps.61.027103
    [17] 张磊, 李辉武, 胡梁宾. 二维自旋轨道耦合电子气中持续自旋螺旋态的稳定性的研究. 物理学报, 2012, 61(17): 177203. doi: 10.7498/aps.61.177203
    [18] 施婷婷, 汪六九, 王璟琨, 张威. 自旋轨道耦合量子气体中的一些新进展. 物理学报, 2020, 69(1): 016701. doi: 10.7498/aps.69.20191241
    [19] 梁滔, 李铭. 自旋轨道耦合系统中的整数量子霍尔效应. 物理学报, 2019, 68(11): 117101. doi: 10.7498/aps.68.20190037
    [20] 白旭芳, 乌云其木格, 辛伟, 额尔敦朝鲁. Rashba自旋-轨道相互作用影响下量子盘中强耦合磁极化子性质的研究. 物理学报, 2014, 63(17): 177803. doi: 10.7498/aps.63.177803
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出版历程
  • 收稿日期:  2009-04-30
  • 修回日期:  2009-07-22
  • 刊出日期:  2010-02-05

特殊结构的多臂量子环的持续电流

  • 1. 承德民族师范高等专科学校物理系,承德 067000
    基金项目: 

    河北省教育厅自然科学研究指导计划(批准编号:Z2008103)资助的课题.

摘要: 提出了中臂弯曲的多臂量子环模型,且是上臂最短和下臂最长的不等臂量子环.研究发现:总磁通为零时,持续电流随半导体环增大发生非周期性振荡,并与电极的磁矩方向及隧穿电子的自旋方向相关,下臂因为最长而获得最小的平均持续电流.AB磁通增强时,持续电流会发生周期性振荡,各臂之间明显出现相互制约的现象.各臂持续电流之间的差异与臂长和磁通分布相关,Rashba自旋轨道耦合具有改变持续电流相位和相位差的效应.在一定条件下,两种波函数所对应的持续电流是可分离的.

English Abstract

参考文献 (26)

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