自旋軌道耦合系統(tǒng)中的幾何相位.pdf

1、該文討論了一個(gè)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(dāng)電子沿著這個(gè)環(huán)運(yùn)動(dòng)時(shí),會(huì)感受到一個(gè)繞其旋轉(zhuǎn)的動(dòng)態(tài)磁場的影響,這一動(dòng)態(tài)磁場引起的塞曼效應(yīng)會(huì)誘導(dǎo)產(chǎn)生電子的自旋軌道耦合效應(yīng).若電子沿著介觀環(huán)作緩慢的絕熱的運(yùn)動(dòng),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(dòng)力學(xué)相位外,還會(huì)得到一個(gè)與系統(tǒng)在參數(shù)空間中的演化路徑有關(guān)的Berry相位.這一相位的第二項(xiàng)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(huì)受到電磁勢矢勢A的影響,而第三項(xiàng)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(yīng)會(huì)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(shí),波函數(shù)中會(huì)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(guān),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