最近，浙江大学硅材料国家重点实验室吴惠桢教授课题组（浙江大学物理学系）在非对称IV-VI族量子阱中Rashba自旋分裂效应方面的研究取得新进展。
他们首次提出了一种具有高度非对称的CdTe/PbTe/PbSrTe量子阱结构，利用有效质量近似和k·p微扰理论计算了该结构中电子自旋-轨道分裂Rashba效应。研究结果表明，由于IV-VI族半导体材料具有多能谷的特点和能带结构的各向异性，Rashba自旋分裂能依赖于量子阱的生长取向：对于[110]取向的CdTe/PbTe/PbSrTe量子阱结构，其斜能谷的基态能级具有最大的Rashba自旋分裂能，为13.7meV。这比III-V族材料量子阱结构的Rashba自旋分裂能（~1meV）大得多。同时，Rashba自旋分裂能也受量子阱中二维电子气的浓度的影响，如在[111]取向量子阱结构中，当二维电子气浓度从3×1012 cm-2 增大为6×1012 cm-2时，其斜能谷的基态能级的Rashba自旋分裂能从6.30 meV增大到9.10 meV。这些研究结果不仅有助于人们进一步理解Rashba自旋分裂效应，同时也表明IV-VI族非对称量子阱结构在未来的自旋电子器件如自旋筛、自旋干涉仪等方面具有潜在的应用。
该研究工作已发表在9月29日出版的《应用物理快报》上（Applied Physics Letters，95，132105，2009）。
图1 CdTe/PbTe/PbSrTe量子阱能带结构图 图2 Rashba自旋分裂能与量子阱生长取向的关系曲线
图 3 (111)O 能谷第一子带的自旋轨道分裂能.
实红线和虚蓝线分别表示ns=3×1012 cm-2 和
ns=6×1012 cm-2 所对应的费米能附近的分裂能。
浙江大学硅材料国家重点实验室
2009年9月29日
