Spin-orbit coupling and the electronic properties of quantum wires

• Autores: Llorenç Serra Crespí
• Localización: Contributions to Science, ISSN-e 1575-6343, Vol. 4, Nº. 2, 2008, págs. 203-212
• Idioma: inglés
• Enlaces
  • Texto completo
• Resumen
  • català

    En aquest treball es revisen diversos resultats recents sobre la importància de la interacció espín-òrbita de Rashba per a l’estructura electrònica i la conductància de cables quàntics. Primerament es comenta com l’acoblament entre subbandes donat per la interacció de Rashba és crucial per a les energies de subbanda i les distribucions espacials d’espins, especialment en presència de camps magnètics. A continuació considerem el càlcul dels modes evanescents d’un cable quàntic, remarcant les peculiaritats degudes a la interacció d’espín-òrbita. Finalment, considerem el cas d’una interacció de Rashba localitzada, on fem la predicció de fortes ressonàncies de tipus Fano a la de- pendència de la conductància amb l’energia de l’electró incident. Aquestes ressonàncies s’observen més clarament a les trans- missions de cada espín per separat. Trobem resultats numèrics exactes amb l’algorisme de frontera transmissora quàntica i resultats analítics amb un model simplificat de clara interpretació física.

  • English

    We review recent work on the effects of the Rashba spin-orbit interaction on the electronic structure and the conductance of quantum wires. We first discuss the importance of the intersubband coupling induced by the Rashba interaction for the wire subband-energies and spin distributions, especially in the presence of in-plane magnetic fields. We then consider the cal- culation of the evanescent modes, emphasizing the peculiarities of these states in the presence of spin-orbit coupling. Finally, we discuss the physical effects of a localized Rashba interaction in a quantum wire. We predict in this case the occurrence of Fano resonances in the dependence of the wire conductance with the incident electron energy. The Fano lineshapes manifest themselves more clearly in the spin-resolved transmissions. We obtain exact numerical results within the quantum-transmitting- boundary algorithm and also propose a simplified approach (the coupled-channel model) that captures the main ingredients of the effect and allows a more transparent physical interpretation.