红兰 戈君 双山 刘达权

(呼伦贝尔学院物理与电子信息学院,呼伦贝尔 021008)

采用Pekar 变分法和幺正变换相结合的方法研究了各向异性量子点中束缚磁极化子的Rashba 效应和Zeeman 效应.通过理论推导,得到束缚磁极化子基态能量的表达式.讨论了极化子基态能量与横向有效受限长度、纵向有效受限长度、磁场回旋共振频率、库仑束缚势的关系.由于晶体结构反演非对称性和时间反演非对称性,极化子能量发生Rashba 自旋轨道分裂和Zeeman 分裂.在强、弱磁场下,分别讨论了Zeeman 效应和Rashba 效应在能量分裂中所占的主导地位.由于声子和杂质的存在,极化子比裸电子态更稳定.

1 引言

人们应用电子的电荷特性开创了微电子学,使各种基于电荷特性的半导体微电子器件走进人们的日常生活[1,2].近年来,自旋电子学成为了物理学中最热门的研究领域之一,它不但是一个基本的物理问题,同时还有广阔的应用前景[3-6].自旋电子学的研究基础是不同自旋态的电子在材料中的浓度不同,也就是说,自旋在能量上分裂了.这种分裂主要是由于结构反演非对称所导致的Rashba效应和晶体反演非对称所导致的Dresselhaus 效应引起的[7].目前,自旋电子学的一个重要分支是研究量子阱、量子点、量子线或半导体异质结中的Rashba 和Dresselhaus 自旋轨道耦合效应,这些效应可用于自旋晶体管、自旋滤波器和自旋波导等电子器件[8].而在窄禁带半导体中Rashba 效应占主导地位,Dresselhaus 效应可以忽略不计.

Datta 和Das[9]在1990年首次提出了基于……