Por favor, use este identificador para citar o enlazar este ítem:
http://cicese.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1007/3644| Respuesta óptica de un gas electrónico magnetizado con acoplamiento de Rashba Optical response of a magnetized electronic gas with Rashba coupling | |
| Edmundo Fernández Méndez | |
| Jesús Alberto Maytorena Córdova | |
| Acceso Abierto | |
| Atribución | |
| Espín-órbita, espintrónica, conductividad óptica, dicroísmo, propiedades ópticas Spin-orbit, spintronics, optical conductivity, dichroism, optical properties | |
| Se estudia la respuesta óptica de un gas electrónico bidimensional (2D) magnetizado con acoplamiento espín-órbita de Rashba. El estudio se basa en el cálculo del tensor de conductividad óptica dentro del formalismo perturbativo de Kubo. La magnitud y dirección de la magnetización H (o equivalentemente, desde un punto de vista formal, de un campo magnético externo) permite modificar la forma de las superficies de energías así como la topología de los contornos de Fermi. Se obtienen expresiones para una dirección arbitraria y se presentan resultados numéricos para dos casos distintos y emblemáticos: (i) magnetización orientada perpendicularmente al plano del gas(H k ˆz), de modo que la estructura de bandas presenta una brecha energética prohibida, y (ii) una magnetización orientada en el plano del gas(H ⊥ ˆz), que da origen a bandas desdobladas en espín pero sin brecha prohibida absoluta. Se calcula la densidad conjunta de estados en cada caso y se identifican las singularidades de van Hove. Esto permite explicar las características espectrales de la conductividad óptica en función de los estados disponibles para transiciones interbanda según la posición del nivel de Fermi. La contribución intrabanda también se calcula, de modo que se obtiene el tensor de conductividad completo. En el primer caso, la presencia de la brecha da lugar a una componente transversal no nula, lo que permite tener un espectro de dicroísmo circular, entre otras propiedades ligadas al rompimiento de la simetría de inversión temporal. En el segundo caso, el espectro de absorción depende sensiblemente de la dirección de la magnetización en el plano del gas. Además de la dependencia de la frecuencia y de los parámetros materiales del sistema, la magnitud y orientación de la magnetización representan un elemento de control de las propiedades ópticas importante. Este estudio sugiere también la posibilidad de manipular similarmente corrientes de espín, aspecto relevante en la espintrónica de semiconductores. The optical conductivity tensor of a magnetized two-dimensional electron gas with Rashba spin-orbit inter- action is considered within the Kubo formalism. The magnitude and direction of the magnetization H (or of an external magnetic field) allows to control the energy band surfaces and the topology of the Fermi contours. We derive expressions for an arbitrary direction and present numerical results for two contrasting cases: (i) the magnetic field oriented perpendicularly to the plane of the gas (H k ˆz), which breaks the time-reversal symmetry of the system, and (ii) an in-plane field (H ⊥ ˆz) , where the band structure presents energy spin-splitting but without an absolute energy gap. The joint density of states is studied in each case to identify van Hove singularities. This allows to explain the spectral features displayed by the optical conductivity tensor in terms of the momentum space available for interband transitions according to the position of the Fermi level. The intraband contribution is also calculated. In the first case, the presence of an absolute gap leads to a non vanishing Hall component, which manifests as a spectrum of circular dichroism among other optical properties. In the second case, the absorption spectra depend strongly on the direction of H on the plane. Besides the frequency and material parameters dependence, the magnetization field vector introduces additional elements of control of optical properties through its magnitude and direction. Our results suggest the possibility of manipulation of spin currents as well, which is relevant to the field of semiconductor spintronics. | |
| 2021 | |
| Tesis de maestría | |
| Español | |
| Fernández Méndez, E. 2021. Respuesta óptica de un gas electrónico magnetizado con acoplamiento de Rashba. Tesis de Maestría en Ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California. 92 pp. | |
| PROPIEDADES DE LOS MATERIALES | |
| Aparece en las colecciones: | Tesis - Nanociencias |
Cargar archivos:
| Fichero | Descripción | Tamaño | Formato | |
|---|---|---|---|---|
| tesis_Edmundo Fernández Méndez_24 nov 2021.pdf | Versión completa de la tesis | 4.06 MB | Adobe PDF | Visualizar/Abrir |