如何理解Rashba和Dresselhaus轨道耦合？
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发布时间：2022-04-19 09:45
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热心网友
时间：2023-12-08 16:03
很多即使是物理读到博士毕业的人也解释不清楚什么是自旋。从字面上解释，很多人认为这是电子自身的旋转，而自旋的方向则是通过右手定则确定的。其实这种理解是彻底错误的，以前已经有理论物理学家驳斥了这种观点，自旋不过是在磁场中的另一个自由度而已。
没有人知道电子自旋表现出什么样的形态，所以只是以唯象的标识为一个箭头。那么什么是自旋向下和自旋向上呢？因为自旋仅仅在磁场中有意义，所以自旋的方向是以磁场为坐标系的。如果自旋在磁场方向有分量，那么就是自旋向上，即使跟磁场方向的夹角为.999°。反之则是自旋向下。无论跟磁场方向的夹角是0度，还是.999度，他们都是自旋向上，所以在磁场里具有相同的能量状态。
这个是理解Raschba 和Dresselhaus效应的关键。O既是orbit，S既是spin。所谓的轨道，未必是圆的，它的核心思想是电场的存在。那么是如何耦合的？当一个电子绕原子核旋转时，如果以电子为坐标系，则是原子核绕着电子旋转，那么旋转的带电粒子就产生了磁场，而电子的自旋状态就在这个磁场中两个可能的能级。如果是电子在均匀磁场中运动，相当于形成磁场的两块带点金属板相对于电子反向运动，所形成的磁场*了电子的能级。也就是说，SO耦合效应的本质是电子的在电场中的运动使自身同时处于自身的运动产生的磁场中，而两种可能的自旋状态在这个磁场中处于两个能级。
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时间：2023-12-08 16:03
自旋轨道耦合作用是指粒子的自旋角动量和轨道角动量之间的相互作用,在材料中自旋轨道耦合作用往往会对系统的哈密顿量添加一个作用相,对于一般材料来说自旋轨道耦合作用很弱,比起其他的能量差几个数量级,所以这些材料中的自旋轨道耦合作用仅仅被当做一个微扰,对材料的物性影响不大。
耦合量子点体系,因其相关参数在实验上的可调性,其量子输运特性成为低维量子系统的热点研究问题之一。特别是,在耦合量子点体系中,自旋轨道耦合效应可以在无外部磁场情形下提供一种有效控制电子自旋的途径。因此,自旋轨道耦合效应对耦合量子点体系量子输运特性的影响引起人们的广泛研究兴趣。但是,如何基于电流的量子输运特性提取耦合量子点体系的自旋轨道耦合常数尚未引起人们的广泛研究。另一方面,在实验上已证实高阶电流累积矩可以提供更多平均电流和微分电导无法揭示的电子输运机制信息。
