Анизотропные фриделевские осцилляции в двумерном электронном газе со спин-орбитальным взаимодействием Рашбы–Дрессельхауса

Abstract

Теоретически изучено пространственное распределение локальной плотности состояний (ЛПС) и локальной плотности намагниченности (ЛПН) вблизи точечного магнитного дефекта в двумерном вырожденном электронном газе в условиях комбинированного спин-орбитального взаимодействия (СОВ) Рашбы– Дрессельхауса. Исследована зависимость возникающих в этих условиях фриделевских осцилляций от соотношения констант СОВ. Получены асимптотические выражения для осциллирующей части ЛПС и ЛПН, справедливые при достаточно больших расстояниях от дефекта. Показано, что фриделевские осцилляции в рассмотренном случае существенно анизотропны и при определенном соотношении констант СОВ содержат несколько гармоник. Найдены периоды осцилляций для направлений, совпадающих с осями симметрии Ферми-контуров. Предложен метод определения двух констант СОВ путем измерения периодов фриделевских осцилляций ЛПС и ЛПН для различных гармоник.

Теоретично вивчено просторовий розподіл локальної густини станів (ЛГС) та локальної густини намагніченості (ЛГН) поблизу точкового магнітного дефекту у двовимірному виродженому електронному газі в умовах комбінованої спин-орбітальної взаємодії (СОВ) Рашбы–Дрессельхауса. Досліджено залежність фріделєвських осциляцій від співвідношення констант СОВ. Отримано асимптотичні вирази для осцилюючої частини ЛГС та ЛГН, справедливі при досить великих відстанях від дефекту. Показано, що фріделєвські осциляції у розглянутому випадку є істотно анізотропними та при певному співвідношенні констант СОВ містять декілька гармонік. Знайдено періоди осциляцій для напрямів, що співпадають з осями симетрії фермі-контурів. Запропоновано метод визначення двох констант СОВ шляхом вимірювання періодів Фріделєвських осциляцій ЛГС та ЛГН для різних гармонік.

We present a theoretical study of the spatial distribution of the local density of states (LDOS) and the local magnetization density (LMD) in the vicinity of a magnetic point-defect in a degenerate two-dimensional electron gas with a mixed Rashba-Dresselhaus spin-orbit coupling interaction (SOI). The dependence of the Friedel oscillations, which arise under these conditions, on the ratio of the SOI constants is investigated. We obtain asymptotic expressions for the oscillatory parts of the LDOS and the LMD, that are accurate for large distances from the defect. It is shown, that the Friedel oscillations are significantly anisotropic and contain several harmonics for certain ratios of the SOI constants. Period of the oscillations for directions along the symmetry axes of the Fermi contours are determined. Finally, we introduce a method for determining the values of the two SOI constants by measuring the period of the Friedel oscillations of the LDOS and the LMD for different harmonics.