Спиновое расщепление 2D-состояний в зоне проводимости несимметричных гетероструктур: вклад атомарно резкого интерфейса
Ж. А. Девизорова, В. А. Волков
Московский физико-технический институт, 141700 Долгопрудный, Россия
Институт радиотехники и электроники им. Котельникова РАН, 125009 Москва, Россия
Abstract
Исследовано влияние атомарно резкого непроницаемого интерфейса на спиновое расщепление спектра 2D-электронов в гетероструктурах на основе (001) А3B5. Для этого однозонный гамильтониан Γ6 для огибающих функций (ОФ) дополнен граничным условием (ГУ) общего вида, учитывающим возможность существования таммовских состояний. Оно учитывает также спин-орбитальное взаимодействие, асимметрию квантовой ямы и нецентросимметричность кристалла и содержит единственную феноменологическую длину R, характеризующую строение интерфейса на атомных масштабах. Рассмотрена модель квазитреугольной ямы, созданной полем F. После унитарного преобразования к нулевым ГУ в модифицированном гамильтониане появляется интерфейсный вклад, из которого с помощью усреднения по быстрому движению вдоль нормали получается спиновый 2D-гамильтониан. В отсутствие магнитного поля B он является суммой термов Дрессельхауза и Бычкова-Рашбы, но с перенормированными за счет интерфейсного вклада константами. В поле B, содержащем квантующую компоненту Bz, недиагональные (в кубических осях) компоненты тензора g-фактора линейно зависят от |Bz| и номера уровня Ландау N. Полученные результаты качественно согласуются с экспериментом.