自旋軌道耦合系統(tǒng)中的幾何相位.pdf

1、該文討論了一個自旋軌道耦合系統(tǒng)的幾何相位問題.對于處于外磁場B中的一維介觀金屬環(huán),介觀環(huán)平面與B的方向相互垂,當電子沿著這個環(huán)運動時,會感受到一個繞其旋轉的動態(tài)磁場的影響,這一動態(tài)磁場引起的塞曼效應會誘導產(chǎn)生電子的自旋軌道耦合效應.若電子沿著介觀環(huán)作緩慢的絕熱的運動,即系統(tǒng)在經(jīng)過周期性的絕熱演化之后,系統(tǒng)的波函數(shù)中除了出現(xiàn)動力學相位外,還會得到一個與系統(tǒng)在參數(shù)空間中的演化路徑有關的Berry相位.這一相位的第二項2πΦ/Φ<,0>是人們

2、所熟知的AB相位,說明雖然電子不受到定域的電磁力的作用,但是會受到電磁勢矢勢A的影響,而第三項πhξK(1-cosθ/2)則與自旋軌道耦合系數(shù)ξ,說明由外磁場引起的自旋軌道耦合效應會影響到系統(tǒng)演化的波函數(shù)的幾何相位.同樣的介觀環(huán)系統(tǒng)作周期性的非絕熱演化時,波函數(shù)中會出現(xiàn)Aharonov-Anadan相,它是與投射希爾伯特空間中的閉合曲線有關,是波函數(shù)作周期性演化所取得的異和樂(anholonmy).在非絕熱、非周期性演化過程中的Samu