Осцилляции спиновой поляризации в двумерной системе Рашбы в квантующем магнитном поле

Abstract

Изучена кинетика двумерных электронов проводимости при учете спин-орбитального взаимодействия в квантующем магнитном и электрическом полях. Построены и решены макроскопические уравнения баланса энергии спиновой подсистемы и поперечных компонент спина; определена поляризация спинов носителей электрическим полем в квантующем магнитном поле. Получены общие выражения для поперечного времени релаксации спинов электронов проводимости в сильных магнитных полях. Показано, что в квантующем магнитном поле осцилляции спиновой поляризации становятся аномально большими.

Вивчено кінетику двовимірних електронів провідності при урахуванні спін-орбітальної взаємодії у квантуючому магнітному й електричному полях. Побудовано й вирішено макроскопічні рівняння балансу енергії спінової підсистеми й поперечних компонент спіна; визначено поляризацію спінів носіїв електричним полем у квантуючому магнітному полі. Отримано загальні вираження для поперечного часу релаксації спінів електронів провідності у сильних магнітних полях. Показано, що у квантуюючому магнітному полі осциляції спінової поляризації стають аномально великими.

The kinetics of two-dimensional conduction electrons in quantizing magnetic and electric fields is studied with due account of spin–orbit interaction. Equations of energy balance for a spin subsystem and transverse spin components are derived and solved. Charge carriers spins are found to be polarized by an electric field in a quantizing magnetic field. General expressions for transverse relaxation time of conduction electrons spins in high magnetic fields are obtained. It is shown that the spin polarization oscillations in a quantizing magnetic field become anomalously large.