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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

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

李明, 张荣, 刘斌, 傅德颐, 赵传阵, 谢自力, 修向前, 郑有炓
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  • 首先把本征值方程投影到导带的子空间中, 进而得到AlGaN/GaN量子阱中第一、二子带的Rashba自旋劈裂系数(1,2)和子带间自旋-轨道耦合系数12. 然后自恰求解薛定谔方程和泊松方程计算了不同栅压的量子阱中的1,2和12, 并分别讨论了量子阱阱层、左右异质结界面和垒层对它们的贡献. 结果表明可以通过栅压来调节自旋-轨道耦合系数, 子带间自旋轨道耦合系数12比Rashba自旋劈裂系数1,2小, 但基本在同一数量级.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 60990311, 60721063, 60906025, 60936004), 国家重点基础研究发展计划 (批准号: 2011CB301900), 国家高技术研究发展计划(批准号: 2009AA03A198), 江苏省自然科学基金(批准号: BK2008019, BK2009255, BK2010178)和南京大学扬州光电研究院研发基金资助的课题.
    [1]

    Zutic I, fabian J, Das Sarma S 2004 Rev. Mod. Phys. 76 323

    [2]

    Ikai Lo, Gau M H, Tsai J K, Chen Y L, Chang Z J, Wang W T, Chiang J C, Aggerstam T, Lourdudoss S 2007 Phys. Rev. B 75 245307

    [3]

    He X W, Shen B, Tang Y Q, Tang N, Yin C M, Xu F J, Yang Z J, Zhang G y, Chen Y H, Tang C G, Wang Z G 2007 Appl. Phys. Lett. 91 071912

    [4]

    Litvinov V I 2003 Phys. Rev. B 68 155314

    [5]

    Pfeffer P, Zawadzki W 1999 Phys. Rev. B 59 5312

    [6]

    Weber W, Ganichev S D, Danilov S N, Weiss D, Prettl W, Kvon N D, Bel’kov V V Golub L E, Cho H I, Lee J H 2005 Appl. Phys. Lett. 87 262106

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    Ganichev S D, Bel’kov V V, Golub L E, Ivchenko E L, Schneider P, Giglberger S, Eroms J, De Boeck J, Borghs G, Wegscheider W, Weiss D, Prettl W 2004 Phys. Rev. Lett. 92, 256601

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    Chao Z J, Gui Y S, Shu X Z, Dai N, Guo S L, Chu J H 2004 Acta Phys. Sin. 53 1186 (in Chinese) [仇志军, 桂永胜, 疏小舟, 戴宁, 郭少令, 禇君浩 2004 物理学报 53 1186]

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    Kumagai M, Chuang S L, Ando H 1998 Phys. Rev. B 57 15303

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    [32]

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    [33]

    Tsubaki, Maeda N, Saitoh T, Kobayashi N 2002 Appl. Phys. Lett. 80 3126

    [34]

    Schmult, Manfra M J, Punnoose A, Sergent A M, Baldwin K W, Molnar R J 2006 Phys. Rev. B 74 033302

    [35]

    Koga T, Nitta J, Akazaki T, Takayanagi H 2002 Phys. Rev. Lett. 89 046801

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    [8] 张阳, 顾书林, 叶建东, 黄时敏, 顾然, 陈斌, 朱顺明, 郑有炓. ZnMgO/ZnO异质结构中二维电子气的研究. 物理学报, 2013, 62(15): 150202. doi: 10.7498/aps.62.150202
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出版历程
  • 收稿日期:  2010-07-18
  • 修回日期:  2011-03-29
  • 刊出日期:  2012-01-20

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

  • 1. 江苏省光电信息功能材料重点实验室, 南京大学电子科学与工程学院, 南京微结构国家实验室, 南京 210093
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号: 60990311, 60721063, 60906025, 60936004), 国家重点基础研究发展计划 (批准号: 2011CB301900), 国家高技术研究发展计划(批准号: 2009AA03A198), 江苏省自然科学基金(批准号: BK2008019, BK2009255, BK2010178)和南京大学扬州光电研究院研发基金资助的课题.

摘要: 首先把本征值方程投影到导带的子空间中, 进而得到AlGaN/GaN量子阱中第一、二子带的Rashba自旋劈裂系数(1,2)和子带间自旋-轨道耦合系数12. 然后自恰求解薛定谔方程和泊松方程计算了不同栅压的量子阱中的1,2和12, 并分别讨论了量子阱阱层、左右异质结界面和垒层对它们的贡献. 结果表明可以通过栅压来调节自旋-轨道耦合系数, 子带间自旋轨道耦合系数12比Rashba自旋劈裂系数1,2小, 但基本在同一数量级.

English Abstract

参考文献 (35)

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