We formulate the non-Abelian Berry connection (tensor $\mathbb R$) and phase (matrix $\boldsymbol \Gamma$) for a multiband system and apply them to semiconductor holes under the coexistence of Rashba and Dresselhaus spin-orbit interactions. For this purpose, we focus on the heavy-mass holes confined in a SiGe two-dimensional quantum well, whose electronic structure and spin texture are explored by the extended $\boldsymbol{k}\cdot\boldsymbol{p}$ approach. The strong intersubband interaction in the valence band causes quasi-degenerate points except for point $\Gamma$ of the Brillouin zone center. These points work as the singularity and change the Abelian Berry phase by the quantization of $\pi$ under the adiabatic process. To explore the influence by the non-adiabatic process, we perform the contour integral of $\mathbb R$ faithfully along the equi-energy surface by combining the time-dependent Schr\"{o}dinger equation with the semi-classical equation-of-motion for cyclotron motion and then calculate the energy dependence of $\boldsymbol \Gamma$ computationally. In addition to the function as a Dirac-like singularity, the quasi-degenerate point functions in enhancing the intersubband transition via the non-adiabatic process. Consequently, the off-diagonal components generate both in $\mathbb R$ and $\boldsymbol \Gamma$, and the simple $\pi$-quantization found in the Abelian Berry phase is violated. More interestingly, these off-diagonal terms cause "resonant repulsion" at the quasi-degenerate energy and result in the discontinuity in the energy profile of $\boldsymbol \Gamma$.


翻译:我们构建了多能带系统的非阿贝尔贝里联络(张量$\mathbb R$)和相位(矩阵$\boldsymbol \Gamma$),并将其应用于Rashba与Dresselhaus自旋轨道耦合共存下的半导体空穴系统。为此,我们聚焦于约束在SiGe二维量子阱中的重空穴,通过扩展的$\boldsymbol{k}\cdot\boldsymbol{p}$方法探讨其电子结构和自旋织构。价带中强烈的子带间相互作用导致除布里渊区中心$\Gamma$点外存在准简并点。这些点作为奇点,在绝热过程中通过$\pi$量子化改变阿贝尔贝里相位。为探究非绝热过程的影响,我们结合含时薛定谔方程与回旋运动的半经典运动方程,沿等能面对$\mathbb R$进行严格围道积分,并计算$\boldsymbol \Gamma$随能量的变化规律。准简并点除具有类狄拉克奇点功能外,还通过非绝热过程增强子带间跃迁。因此,$\mathbb R$与$\boldsymbol \Gamma$中均产生非对角分量,阿贝尔贝里相位中发现的简单$\pi$量子化被打破。更有趣的是,这些非对角项在准简并能级处引发"共振排斥",导致$\boldsymbol \Gamma$能量分布出现不连续性。

0
下载
关闭预览

相关内容

IFIP TC13 Conference on Human-Computer Interaction是人机交互领域的研究者和实践者展示其工作的重要平台。多年来,这些会议吸引了来自几个国家和文化的研究人员。官网链接:http://interact2019.org/
Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
82+阅读 · 2020年7月26日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
94+阅读 · 2019年10月10日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
105+阅读 · 2019年10月9日
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6日
灾难性遗忘问题新视角:迁移-干扰平衡
CreateAMind
17+阅读 · 2019年7月6日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
vae 相关论文 表示学习 1
CreateAMind
12+阅读 · 2018年9月6日
视频超分辨 Detail-revealing Deep Video Super-resolution 论文笔记
统计学习与视觉计算组
17+阅读 · 2018年3月16日
【推荐】RNN/LSTM时序预测
机器学习研究会
25+阅读 · 2017年9月8日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2023年4月2日
VIP会员
最新内容
无人机自主控制与人工智能:系统性综述
专知会员服务
2+阅读 · 今天7:25
巡飞弹与反无人机系统——现代战场的两大支柱
专知会员服务
1+阅读 · 今天6:54
《打造“黄金舰队”》57页报告
专知会员服务
1+阅读 · 今天6:52
《北约数字教官网络发展路径》128页报告
专知会员服务
1+阅读 · 今天6:33
ECCV 2026 | MIMFlow:MIM与归一化流统一图像生成
专知会员服务
6+阅读 · 6月25日
网状网络及其在军事领域的运用
专知会员服务
7+阅读 · 6月25日
无美国参与的欧洲战争方式(万字长文)
专知会员服务
8+阅读 · 6月25日
《国防领域敏感性分析白皮书》
专知会员服务
9+阅读 · 6月25日
综述 | 从问答到任务完成:Agent系统与Harness设计
Agentic RL:框架、实践与长程智能体训练
专知会员服务
10+阅读 · 6月24日
相关资讯
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6日
灾难性遗忘问题新视角:迁移-干扰平衡
CreateAMind
17+阅读 · 2019年7月6日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
vae 相关论文 表示学习 1
CreateAMind
12+阅读 · 2018年9月6日
视频超分辨 Detail-revealing Deep Video Super-resolution 论文笔记
统计学习与视觉计算组
17+阅读 · 2018年3月16日
【推荐】RNN/LSTM时序预测
机器学习研究会
25+阅读 · 2017年9月8日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员