Спин-зависимая туннельная проводимость в 2D-структурах в нулевом магнитном поле

Abstract

Рассмотрено влияние спин-орбитального взаимодействия на туннелирование между двумерными электронными слоями. Получено общее выражение для туннельного тока с учетом эффектов Рашбы и Дрессельхауза, а также упругого рассеяния носителей заряда на примесях. Показано, что конкретный вид зависимости туннельной проводимости от электрического напряжения между слоями чрезвычайно чувствителен к соотношению параметров Рашбы и Дрессельхауза. Это позволяет определять параметры спин-орбитального взаимодействия и квантовое время рассеяния непосредственно при измерении туннельной проводимости без внешнего магнитного поля.

Розглянуто вплив спін-орбітальної взаємодії на тунелювання між двовимірними електронними шарами. Отримано загальний вираз для тунельного струму з урахуванням ефектів Рашби та Дрессельхауза, а також пружного розсіювання носіїв заряду на домішках. Показано, що конкретний вид залежності тунельної провідності від електричної напруги між шарами надзвичайно чутливий до співвідношення параметрів Рашби та Дрессельхауза. Це дозволяє визначати параметри спін-орбітальної взаємодії та квантовий час розсіювання безпосередньо при вимірі тунельної провідності без зовнішнього магнітного поля.

The influence of spin-orbit interaction on the tunneling between two 2D electron layers is considered. A general expression for tunneling current is obtained with account for Rashba and Dresselhaus effects and elastic scattering by impurities. It is demonstrated that a particular dependence of tunneling conductance on external voltage is very sensitive to the relation between Rashba and Dresselhaus contributions. This makes it possibile to determine the parameters of spin-orbit interaction and electron quantum lifetime just when measuring the on tunneling between low-dimensional electron layers without any external magnetic field.