Опис документа

Представлено теоретичні розрахунки впливу ефекту спін-орбітальної (СО) взаємодії на намагніченість і магнітну сприйнятливість малих напівпровідникових квантових кілець. Розрахунки проводились у одноелектронному наближенні. Показано залежність намагніченості й магнітної сприйнятливості від параметрів кільця та величини прикладеного магнітного поля. Обговорено вплив складових СО взаємодії в представленні Рашба та Дрессельхауса на енергетичні рівні електронів. Показано, що стрибкоподібна зміна намагніченості й магнітної сприйнятливості в малих магнітних полях є наслідком перетину спін-розщеплених електронних рівнів у енергетичному спектрі. Розщеплення енергетичних рівнів відбувається завдяки СО взаємодії. Детальні чисельні обчислення з використанням параметрів InSb напівпровідникових квантових кілець демонструють збільшення парамагнетизму в кільцях. Існує також додаткова можливість керувати ефектом за допомогою зовнішнього електричного поля.

We present a theoretical calculation of the effect of the spin-orbital interaction on the electron magnetization and magnetic susceptibility of small semiconductor quantum rings. The study is based on a simple effective one-band approximation. The dependence of the magnetization and susceptibility on parameters of the rings and the applied external magnetic field is studied. Contributions of the bulk inversion asymmetry (the Dresselhaus term) and the system inversion asymmetry (the Rashba term) to the spin splitting and magnetic effect of the electron energy states are discussed. The abrupt changes of the magnetization and susceptibility at low magnetic fields are attributed to the crossing between the spin-split electron energy levels. The spliting of the levels is happened due to the spinorbit interaction. Detailed calculation using parameters of InSb semiconductor quantum ring demonstrates an enhancement of paramagnetism of the ring. There is an additional possibility to control the effect by external electric fields.