افزایش جریان های پایدار حلقه های مزوسکوپی در حضور برهم کنش های اسپین- مدار

در سال های اخیر، برهم کنش اسپین-مدار در ساختارهای نیمه رسانا به دلیل کاربرد بالقوه در ادوات اسپینترونیک (الکترونیک مبتنی بر اسپین الکترون) توجه زیادی را به خود جلب کرده است. در نیمه رساناهای متداول دو نوع برهم کنش اسپین-مدار وجود دارد. یکی برهم کنش اسپین-مدار درسل هاوسکه به واسطه بی تقارنی وارون حجمی (نظیر ساختارهای روی-سولفید) ایجاد می شود و دیگری برهم کنش اسپین-مدار که ناشی از بی تقارنی وارون ساختاری است. شدت برهم کنش راشبا می تواند با یک ولتاژ دریچه خارجی تنظیم شود. ما یک ساختار حلقه ای را در یک گاز الکترون دو بعدی بررسی می کنیم. حلقه های کوانتومی که در فصل مشترک دو ماده نیمه رسانا شکل می گیرند نامزدی ایده آل برای مشاهده تعامل دو نوع برهم کنش اسپین-مدار می باشند. رقابت بین این دو نوع برهم کنش اسپین-مدار منجر به ایجاد یک جریان بار و اسپین پایدار در حلقه می شود. یک حلقه مزوسکوپی یک بعدی که تحت تاثیر شار مغناطیسی آهارانوف-بوهم است را می توان در چارچوب تنگ بست بررسی کرد. همچنین در حضور برهم کنش اسپین-مدار، شکافتگی اسپین آشکار می شود و منجر به روشی تجربی برای تعیین شدت برهم کنش درسل هاوس می شود. علاوه بر این، جریان پایدار برای حلقه های منظم و بی نظم به طور نموداریو تحلیلی بررسی می شود.سپس نشان می دهیم که یک حلقه مزوسکوپی با یک برهم کنش اسپین-مدار می تواند یک جریان اسپین خالص غیر اتلافی حتی در غیاب شار مغناطیسی در حلقه ایجاد کند. سرانجام ما محاسبات تحلیلی و شبیه سازی رایانه ای برای مطالعه جریان بار و اسپین پایدار در حلقه مزوسکوپی یک بعدی با شار مغناطیسی اضافه شده و همچنین اثرات برهم کنش اسپین-مدار راشبا و درسل هاوس روی آن بررسی می-شود. با توجه به نمودارهای به دست آمده، در کل مشاهده شد که حضور برهم کنش اسپین-مدار منجر به افزایش دامنه جریان پایدار می شود. علاوه بر این، افزایش تعداد جایگاه های حلقه باعث کاهش دامنه جریان پایدار می شود.