【摘 要】
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含有Rashba自旋轨道耦合相互作用的石墨烯具有有趣的电子自旋极化效应.在两端器件石墨烯锯齿形条带中,当入射电子占据只占据一个通道而Rashba区和出射区电子占据两个通道时自旋极化最大,最高可达100％.微扰论分析表明,Rashba自旋轨道耦合导致石墨烯条带中最低两个子带间的子带耦合,从而导致入射电子在输运区的自旋进动以致在合适的器件长度时出射电子被完全极化.更进一步,当入射与出射电子都只占据一个
【机 构】
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南方科技大学物理系,深圳,518055,中国
【出 处】
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第十二届国际凝聚态理论与计算材料学会议(The 12th International Conference on Con
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含有Rashba自旋轨道耦合相互作用的石墨烯具有有趣的电子自旋极化效应.在两端器件石墨烯锯齿形条带中,当入射电子占据只占据一个通道而Rashba区和出射区电子占据两个通道时自旋极化最大,最高可达100％.微扰论分析表明,Rashba自旋轨道耦合导致石墨烯条带中最低两个子带间的子带耦合,从而导致入射电子在输运区的自旋进动以致在合适的器件长度时出射电子被完全极化.更进一步,当入射与出射电子都只占据一个通道,而中间散射区提供两个通道且由两段Rashba强度相反的自旋轨道耦合区组成时,器件可形成一个非磁性的自旋场效应管.在三端Y型石墨烯器件中,若中心区含有Rashba耦合,器件在两个出射端口也可产生很大的自旋极化.当三端端口为锯齿形石墨烯条带时,最低子带的低能部分电导与自旋极化都会由于边缘态的影响受到很大的压制.Rashba耦合的增加可引起最低两个子带的耦合而减弱边缘态的影响,从而提高电导与极化.最后,在无穷大的石墨烯中,Rashba耦合也可以在小于Rashba强度的能量区域产生非常大的自旋极化.因为在这一能量区域,Rashba耦合在石墨烯格子中的影响与在方格子中非常不同,导致形如双层石墨能带的自旋劈裂.当只有最低自旋子带被占据时,只有一种自旋被允许通过,于是形成巨大的自旋极化.
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