General description of the spin-orbit coupling in quasi-two-dimensional structures

Анотація

Розвинуто загальний підхід до опису електронних станів у квазідвовимірних структурах, таких як напівпровідникові плівки або гетероструктури, з урахуванням спін-орбітальної взаємодії в нерелятивістському наближенні. Запропонований метод базується на використанні узагальненого спінового інваріанта для двовимірних систем. Показано, що гамільтоніан такої системи у нерелятивістському наближенні може бути представлений як сума гамільтоніанів квантової ями та пері одичного потенціалу двовимірного кристала. Розраховано у загальному вигляді стани ізольованого рівня в дискретному спектрі, які відповідають двовимірним електронам, зв’язаним шаром потенціальної ями, у припущенні, що даний рівень енергетично віддалений від інших рівнів. Для квадратної двовимірної ґратки з одним іоном в елементарній комірці розраховано у явному вигляді закон дисперсії в зоні Бріллюена у наближенні сильної взаємодії з використанням функцій Ваньє з урахуванням спін-орбітальної взаємодії.