Efeitos de interação spin-órbita em anéis quânticos semicondutores

AUTOR(ES)

Ginetom Souza Diniz

DATA DE PUBLICAÇÃO

2007

RESUMO

Neste trabalho apresentamos o estudo do efeito do acoplamento spin-órbita na estrutura eletrônica de pontos e anéis quânticos semicondutores. As contribuições de Rashba, devido à assimetria da inversão estrutural e de Dresselhaus, causado pela assimetria da inversão cristalina, comum em alguns materiais semicondutores do grupo III-IV, são introduzidos na Hamiltoniana H0, que descreve um único elétron em presença de campo magn ético na direção z. Os autoestados de H0 são usados no cálculo dos elementos adicionais da nova Hamiltoniana H = H0 +HR +HD, que leva em conta ambas as contribuições de Rashba HR e Dresselhaus HD no acoplamento spin-órbita. Os autovalores e autovetores de H são calculados através de um esquema de diagonalização númerica usando uma base truncada de autoestados de H0. Os cálculos da estrutura eletrônica foram implementados em pontos e anéis quânticos de Arseneto de Índio (InAs), os quais são de atual interesse experimental. Estas nanoestruturas, em geral possuem raios médios (r0) em torno de 30-140nm e altura d =2-5nm. As contribuições de Rashba e Dresselhaus induzem acoplamentos entre estados jn; m; zi seguindo a regra de seleção dada por m;m0 = 1 e são responsáveis pelo o aparecimento de crossings e anticrossings no espectro eletrônico e misturas de estados de spin para campos magnéticos bem definidos, que podem ser manipulados através de parâmetros externos, tais como o parâmetro de Rashba, Dresselhaus e geometria do anel. Nossos resultados permitem estabelecer regimes de campos magnéticos e parâmetros de controle externo para modelar convenientemente o comportamento das propriedades magneto-ópticas, processos de decoerência de estados de spin e o fator-g do elétron, os quais são problemas de forte interesse na atual física de semicondutores para aplicação em dispositivos spintrônicos.

ASSUNTO(S)

efeito dresselhaus anéis quânticos quantum rings efeito rashba fisica rashba effect acoplamento spin-órbita spin-orbit coupling dresselhaus effect

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