35、Rashba量子环中的自旋干涉效应

Rashba量子环中的自旋干涉效应

在量子物理的研究领域中，Rashba量子环的自旋干涉效应是一个引人入胜的研究方向，它涉及到量子输运、自旋轨道相互作用等多个重要概念。下面我们将深入探讨其中的关键内容。

1. Rashba自旋轨道相互作用下的有效一维薛定谔 - 泡利方程

考虑一个自旋轨道耦合，它可能源于垂直于环平面的电场（用$\alpha_N$表示），也可能源于指向环法线方向的电场（用$\alpha_B$表示）。此时，单个电子在Rashba自旋轨道相互作用下的有效一维薛定谔 - 泡利方程为：
[E \chi_T = \left( -\frac{\hbar^2}{2m^{\star}} \left( \partial_s^2 + \frac{\kappa(s)^2}{4} \right) -i\hbar\alpha_N\sigma_B\partial_s +i\hbar\alpha_B \left( \sigma_N\partial_s - \sigma_T\frac{\kappa(s)}{2} \right) \right) \chi_T]
相应的薛定谔 - 泡利算符是厄米的，也可以写成紧凑形式：
[E\chi_T = \left( \frac{\hat{p}_s^2}{2m^{\star}} - \frac{\hbar^2\kappa(s)^2}{8m^{\star}} + \frac{\alpha_N}{2} \left{ \hat{p}_s, \sigma_B \right} - \frac{\alpha_B}{2} \left{ \hat{p}_s, \sigma_N \right} \right) \chi_T]
其中切向动量算符$\hat{p}_s