論文の概要: An upper and lower bound to the orientation-dependent linear Rashba
spin-orbit coupling of two-dimensional hole gases in semiconductor quantum
wells
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2107.07681v2
- Date: Fri, 19 Nov 2021 13:03:31 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-22 03:21:15.161535
- Title: An upper and lower bound to the orientation-dependent linear Rashba
spin-orbit coupling of two-dimensional hole gases in semiconductor quantum
wells
- Title（参考訳）: 半導体量子井戸における2次元ホールガスの配向依存線形ラシュバスピン軌道結合に対する上および下界
- Authors: Jia-Xin Xiong, Shan-Guan, Jun-Wei Luo, Shu-Shen Li
- Abstract要約: QW配向への依存は未だ不明である。
Bfk$-cubic Rashba SOC は[111] 指向の QW にのみ存在する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.5735035463793008
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Our recent study [Phys. Rev. B 103, 085309 (2021)] verified the existence of
$\bf{k}$-linear Rashba spin-orbit coupling (SOC) of two-dimensional hole gases
in quantum wells (QWs) which originates from a combination of
heavy-hole-light-hole (HH-LH) mixing and direct dipolar coupling to the
external electric field. However, the Rashba SOC dependence on QW orientations
remains unclear. Here, we explore this dependence on QW orientations and
uncover an upper and lower bound to the orientation-dependent $\bf{k}$-linear
Rashba SOC along the [110]- and [111]- crystalline directions by performing
atomistic pseudopotential calculations associated with theoretical analysis.
The intrinsic HH-LH mixing at the Brillouin zone center, maximal in
[110]-oriented quantum wells and minimal in [111]- and [001]-oriented QWs,
plays an essential role. Remarkably, we find that only $\bf{k}$-cubic Rashba
SOC exists in [111]-oriented QWs. These findings help understand the physical
mechanism of the Rashba SOC dependence on QW orientations and provide a
strategic prediction for experiments to realize the large Rashba SOC.
- Abstract（参考訳）: 最近の研究[phys. rev. b 103, 085309 (2021)]は、重孔光孔(hh-lh)混合と外部電界への直接双極子カップリングを組み合わせた量子井戸(qws)内の2次元ホールガスの$\bf{k}$-linear rashbaスピン軌道結合(soc)の存在を検証した。
しかし、Rashba SOCはQW配向に依存している。
ここでは、このQW配向への依存を探求し、理論解析に関連した原子論的擬ポテンシャル計算を行うことにより、[110]-および[111]-結晶方向に沿った配向依存の$\bf{k}$-linear Rashba SOCへの上と下の境界を明らかにする。
ブリルアンゾーン中心における固有HH-LH混合、[110]配向量子井戸の最大値、[111]-配向QWと[001]配向QWの最小値は、重要な役割を果たす。
注目すべきは、[111] 向きの QW には $\bf{k}$-cubic Rashba SOC しか存在しないことである。
これらの知見は、Rashba SOCのQW方向依存の物理的メカニズムの解明に役立ち、大規模なRashba SOCを実現するための実験の戦略的予測を提供する。
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