SPIN PROPERTIES OF ELECTRONS IN A QUANTUM TUBE
A. Dargys
Semiconductor Physics Institute, A. Goštauto 11, LT-01108 Vilnius, Lithuania
E-mail: dargys@pfi.lt

Received 15 November 2007; revised 27 December 2007; accepted 22 February 2008

Spin properties of electrons, the wave function of which is confined by cylindrical potential of a hollow semiconducting cylinder (quantum tube), and which simultaneously propagate along the cylinder axis are analysed. The spin–orbit interaction is included via Rashba and Dresselhaus Hamiltonians. The electron spin surface, which describes all possible spin eigen- and superposition states, is shown to reduce to the Bloch sphere, independent of the electron energy and semiconductor band parameters. The electron dispersion can be tuned to a regime that is favourable for the operation of the spin-FET by trimming the diameter of the quantum tube.

Keywords: spintronics, spin–orbit coupling, quantum well devices

ELEKTRONŲ SUKINIO SAVYBĖS KVANTINIAME VAMZDELYJE
A. Dargys
Puslaidininkių fizikos institutas, Vilnius, Lietuva

Išnagrinėtos elektrono sukinio savybės, kai elektrono banginė funkcija lokalizuota puslaidininkio cilindriniame potenciale (kvantinio vamzdelio sienelėje) ir kai elektronas gali judėti išilgai vamzdelio. Sąveika tarp elektrono sukinio ir jo orbitinio judėjimo įskaityta per Rašbos ir Dreselhauso hamiltonianus. Gauta, kad elektrono sukinio paviršius – pastarasis nusako visas galimas savąsias ir superpozicines elektrono sukinio būsenas – transformuojasi į Blocho sferą, nepriklausomai nuo puslaidininkį nusakančių parametrų bei elektrono energijos. Parodyta, kad, parinkus kvantinio vamzdelio diametrą, galima pasiekti režimą, kuris yra palankus sukinio tranzistoriaus darbui.