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  

Study of Rashba spin splitting and intersubband spin-orbit coupling effect in AlGaN/GaN quantum wells

作　　者：李明 张荣 刘斌 傅德颐 赵传阵 谢自力 修向前 郑有炓 

机构地区：[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

出　　处：《物理学报》2012年第2期393-399,共7页Acta Physica Sinica

基　　金：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);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(α_1,α_2)和子带自自旋-轨道耦合系数η_(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α_1,α_2和η_(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η_(12)比Rashba自旋劈裂系数α_1,α_2小,但基本在同一数量级.Rashba spin splitting coefficients for the first two subbandsα1,α2 and intersubband spin-orbit coupling coefficientη_（12） are obtained by projecting the characteristic equation into the subspace of conduction band.Then Schrodinger and the Poisson equations are solved self-consistently to calculateα_1,α_2 andη_（12） under different gate voltages.Then contributions to the spin-orbit coupling coefficients from the well,the left and the right heterointerfaces and the left and the right barriers of the quantum well are discussed. Resulsts show that the spin-orbit coupling coefficient can be modulated by the gate voltage,and the intersubband spin-orbit coupling coefficients calculated here are a little smaller than the Rashba coefficientsα_1,α_2,but they are basically of the same order.

关 键 词：Rashba自旋劈裂 子带间自旋轨道耦合 自恰计算 二维电子气 

分 类 号：O471.1[理学—半导体物理]