Simulation des spinabhängigen Transportes in HgTe- und HgMnTe-Quantentrogstrukturen

HgTe 和 HgMnTe 量子阱结构中自旋相关输运的模拟

• 批准号: 113131947
• 负责人: Dr. Alena Astakhova
• 金额: --
• 依托单位: Institut für Theoretische Physik
• 依托单位国家: 德国
• 项目类别: Research Grants
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 德国
• 起止时间: 2008-12-31 至 2011-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/113131947?language=en
• 关键词: Simulation; des; spinabh; ngigen; Transportes

Im Projekt werden zwei Effekte untersucht, die in letzter Zeit große Aufmerksamkeit auf sich gezogen haben: 1) der intrinsische Spin-Hall-Effekt, der vor vier Jahren erstmals in einer GaAs- Halbleiterstruktur beobachtet wurde; und 2) der Quanten-Spin-Hall-Effekt, der 2007 experimentell in HgTe-Hallbarstrukturen nachgewiesen wurde. Das Halbleitersystem HgTe (HgMnTe) ist dabei von besonderem Interesse, da hier trogbreiten- und kompositionsabhängig die Bedienungen für die Beobachtung des Spin-Hall-Effekts und des Quanten-Spin-Hall-Effekts experimentell über einen weiten Parameterbereich einstellbar sind. Zum Verständnis und zur Interpretation der experimentell bestimmten Transporteigenschaften im jeweiligen Transportregime sind detaillierte Modellbeschreibungen notwendig, deren Grundlage die Berechnung der Bandstruktur im 8-Band- Kane-Modell darstellt, wodurch die starke Kopplung und Nichtparabolizität der Bänder berücksichtigt werden. Die Kubo-Formel-Methode sowie die Methode der rekursiven Greenschen Funktionen und die Tight-Binding-Modellierung des Systems werden angewendet, um den Einfluss von Systemgröße, Unordnung und Wechselwirkung zwischen Ladungsträgern und magnetischen Ionen auf die Transporteigenschaften zu analysieren.

在韦尔登中，我们发现了两种效应：1）内部自旋霍尔效应，这是五年前在GaAs半导体结构中进行的实验; 2）量子自旋霍尔效应，这是2007年在HgTe半导体结构中进行的实验。HgTe（HgMnTe）半迭代系统是一个很好的兴趣点，它通过对自旋霍尔效应和量子自旋霍尔效应的实验研究，获得了一个很好的参数。本文通过对实验结果的解释和分析，详细介绍了8-Band- Kane-Modell模型的基本结构，并对韦尔登的弦杆进行了非抛物化处理。Kubo格式方法提供了一种计算格林函数的方法和系统韦尔登模型，用于分析系统梯度、非均匀性和磁场对输运的影响。