Эффект дрожащего движения электронов с расщепленными по спину состояниями
С. А. Тарасенко+ 1), А. В. Пошакинский+, Е. Л. Ивченко+, И. Степанов* 2), М. Эрсфельд* 2), М. Лепса× 2), Б. Бешотен* 2)
Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе, 194021 С.-Петербург, Россия
*2-nd Institute of Physics and Jülich Aachen Research Alliance - Fundamentals of Future Information Technology, Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule, RWTH Aachen University, D-52074 Aachen, Germany
×Peter Grünberg Institut (PGI-9) and Jülich Aachen Research Alliance - Fundamentals of Future Information Technology, Forschungszentrum Jülich GmbH, D-52425 Jülich, Germany
Abstract
Дано описание дрожащего движения электронов проводимости в твердых телах.
Эффект возникает из-за того, что при наличии спин-орбитального
взаимодействия Рашбы/Дрессельхауза и зеемановского расщепления спиновых
состояний скорость электрона не является сохраняющейся величиной и
содержит вклад, осциллирующий на частоте, определяемой спиновой щелью.
Это явление аналогично Zitterwebegung (нем.) релятивистских частиц. Дрожащее
движение отдельных электронов может быть синхронизировано по фазе путем
ориентации электронных спинов и обнаружено в эксперименте как
макроскопический высокочастотный электрический ток, который сохраняется в
системе до тех пор, пока не исчезнет спиновая когерентность электронов.
Показано также, что амплитуда тока такого когерентного дрожания
возрастает при приближении его частоты к плазменной частоте электронов.