セミナー情報

第30回 原研・兵県大合同コロキウム

日時: 平成19年 9月13日(木) 16:00〜
Date and time: 13th Sep. (Thu.) 16:00〜
場所: SPring-8, 萌光館
Place: SPring-8, "HOUKOUKAN" seminar room
題名: スピン軌道相互作用の非可換ゲージ場理論と完全スピンフィルター
Title: Spin-orbit interaction in quantum wires
講演者: 羽田野直道 氏 (東京大学・生産技術研究所)
Speaker: Prof. Naomichi Hatano
(Institute of Industrial Science, University of Tokyo)
Abstract:

伝導電子のスピン軌道相互作用が興味を集めています。スピン軌道相互 作用を使うと、電子のスピンを電気的に操作したり、電流を磁気的に操 作したりできる可能性があるからです。多くの研究者が2次元電子系を 調べていますが、我々はスピン軌道相互作用を持つ量子細線に注目して 研究を進めています。まず、ラシュバおよびドレッセルハウスのスピン 軌道相互作用がヤン-ミルズの非可換ゲージ場とみなせることを 示します。この知見をもとに、完全スピン・フィルターを構成します。 完全スピンフィルターとは、一方向のスピンが全く出てこないような干 渉路です。次に(もし時間があれば)、ラシュバ軌道相互作用のある量 子細線にそって電位差と磁場をかけると、量子細線に直交する方向に磁 化が発生することを示します。ただし、電位差がゼロ波数におけるバン ドギャップの中にちょうど存在するという条件が必要であることがわか ります。

Spin-orbit interactions of conduction electrons attract much attention; with them, we may be able to manipulate electron spins electrically and to manipulate electric currents magnetically. Many studies focus on the spin Hall effect and the spin accumulation in two-dimensional electron systems with spin-orbit interactions. In the present talk, I rather focus on quantum wires with spin-orbit interactions. First, I point out the fact that the spin-orbit interaction takes the form of a non-Abelian gauge field. Using the fact, I construct a perfect spin filter, an interference circuit from which only one component of the spin comes out upon injecting electrons with mixed spins. Next, (if I still have time,) I show that the voltage bias along a quantum wire with the Rashba spin-orbit interaction generates a magnetization perpendicular to an external magnetic field, under the condition that the Fermi level is in the energy gap at the zero wave number.