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Kohda, M. ; Lechner, Vera ; Kunihashi, Y. ; Dollinger, Tobias ; Olbrich, Peter ; Schönhuber, Christoph ; Caspers, Ines ; Belkov, Vassilij ; Golub, Leonid ; Weiss, Dieter ; Richter, Klaus ; Nitta, J. ; Ganichev, Sergey

Gate-controlled persistent spin helix state in (In,Ga)As quantum wells

Kohda, M., Lechner, Vera, Kunihashi, Y., Dollinger, Tobias , Olbrich, Peter, Schönhuber, Christoph, Caspers, Ines, Belkov, Vassilij, Golub, Leonid , Weiss, Dieter , Richter, Klaus, Nitta, J. und Ganichev, Sergey (2012) Gate-controlled persistent spin helix state in (In,Ga)As quantum wells. Physical Review B (PRB) 8 (86), 081306.

Veröffentlichungsdatum dieses Volltextes: 22 Nov 2012 10:08
Artikel
DOI zum Zitieren dieses Dokuments: 10.5283/epub.26801


Zusammenfassung

In layered semiconductors with spin-orbit interaction (SOI) a persistent spin helix (PSH) state with suppressed spin relaxation is expected if the strengths of the Rashba and Dresselhaus SOI terms, alpha and beta, are equal. Here we demonstrate gate control and detection of the PSH in two-dimensional electron systems with strong SOI including terms cubic in momentum. We consider strain-free ...

In layered semiconductors with spin-orbit interaction (SOI) a persistent spin helix (PSH) state with suppressed spin relaxation is expected if the strengths of the Rashba and Dresselhaus SOI terms, alpha and beta, are equal. Here we demonstrate gate control and detection of the PSH in two-dimensional electron systems with strong SOI including terms cubic in momentum. We consider strain-free InGaAs/InAlAs quantum wells and first determine a ratio alpha/beta similar or equal to 1 for nongated structures by measuring the spin-galvanic and circular photogalvanic effects. Upon gate tuning the Rashba SOI strength in a complementary magnetotransport experiment, we monitor the complete crossover from weak antilocalization via weak localization to weak antilocalization, where the emergence of weak localization reflects a PSH-type state. A corresponding numerical analysis reveals that such a PSH-type state indeed prevails even in presence of strong cubic SOI, however no longer at alpha = beta.



Beteiligte Einrichtungen


Details

DokumentenartArtikel
Titel eines Journals oder einer ZeitschriftPhysical Review B (PRB)
Verlag:AMER PHYSICAL SOC
Ort der Veröffentlichung:COLLEGE PK
Band:8
Nummer des Zeitschriftenheftes oder des Kapitels:86
Seitenbereich:081306
Datum27 August 2012
InstitutionenPhysik > Institut für Theoretische Physik
Physik > Institut für Theoretische Physik > Lehrstuhl Professor Richter > Arbeitsgruppe Klaus Richter
Physik > Institut für Experimentelle und Angewandte Physik
Physik > Institut für Experimentelle und Angewandte Physik > Professor Ganichev > Arbeitsgruppe Sergey Ganichev
Identifikationsnummer
WertTyp
10.1103/PhysRevB.86.081306DOI
1205.5630arXiv-ID
Klassifikation
NotationArt
71.70.Ej, 72.25.Fe, 72.25.Rb, 73.20.FzPACS
Stichwörter / KeywordsWEAK-LOCALIZATION; ORBIT INTERACTION; HETEROSTRUCTURES; SPECTRUM;
Dewey-Dezimal-Klassifikation500 Naturwissenschaften und Mathematik > 530 Physik
StatusVeröffentlicht
BegutachtetJa, diese Version wurde begutachtet
An der Universität Regensburg entstandenJa
URN der UB Regensburgurn:nbn:de:bvb:355-epub-268016
Dokumenten-ID26801

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