РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК

УРАЛЬСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ

ИНСТИТУТ ХИМИИ TBEPДОГО ТЕЛА
   
| | | | |
| | | |
 27.03.2008   Карта сайта     Language По-русски По-английски
Новые материалы
Экология
Электротехника и обработка материалов
Медицина
Статистика публикаци


27.03.2008

Nature 452, 448-452 (27 March 2008) | doi:10.1038/nature06822; Received 21 November 2007; Accepted 5 February 2008



Coupling of spin and orbital motion of electrons in carbon nanotubes


F. Kuemmeth1,2, S. Ilani1,2, D. C. Ralph1 & P. L. McEuen1




  1. Laboratory of Atomic and Solid State Physics, Department of Physics, Cornell University, Ithaca, New York 14853, USA
  2. These authors contributed equally to this work.


Correspondence to: P. L. McEuen1 Correspondence and requests for materials should be addressed to P.L.M. (Email: mceuen@ccmr.cornell.edu).





Electrons in atoms possess both spin and orbital degrees of freedom. In non-relativistic quantum mechanics, these are independent, resulting in large degeneracies in atomic spectra. However, relativistic effects couple the spin and orbital motion, leading to the well-known fine structure in their spectra. The electronic states in defect-free carbon nanotubes are widely believed to be four-fold degenerate1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, owing to independent spin and orbital symmetries, and also to possess electron–hole symmetry11. Here we report measurements demonstrating that in clean nanotubes the spin and orbital motion of electrons are coupled, thereby breaking all of these symmetries. This spin–orbit coupling is directly observed as a splitting of the four-fold degeneracy of a single electron in ultra-clean quantum dots. The coupling favours parallel alignment of the orbital and spin magnetic moments for electrons and antiparallel alignment for holes. Our measurements are consistent with recent theories12, 13 that predict the existence of spin–orbit coupling in curved graphene and describe it as a spin-dependent topological phase in nanotubes. Our findings have important implications for spin-based applications in carbon-based systems, entailing new design principles for the realization of quantum bits (qubits) in nanotubes and providing a mechanism for all-electrical control of spins14 in nanotubes.



Дизайн и программирование N-Studio 
А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я
  • Chen Wev .  honorary member of ISSC science council

  • Harton Vladislav Vadim  honorary member of ISSC science council

  • Lichtenstain Alexandr Iosif  honorary member of ISSC science council

  • Novikov Dimirtii Leonid  honorary member of ISSC science council

  • Yakushev Mikhail Vasilii  honorary member of ISSC science council

  • © 2004-2019 ИХТТ УрО РАН
    беременность, мода, красота, здоровье, диеты, женский журнал, здоровье детей, здоровье ребенка, красота и здоровье, жизнь и здоровье, секреты красоты, воспитание ребенка рождение ребенка,пол ребенка,воспитание ребенка,ребенок дошкольного возраста, дети дошкольного возраста,грудной ребенок,обучение ребенка,родить ребенка,загадки для детей,здоровье ребенка,зачатие ребенка,второй ребенок,определение пола ребенка,будущий ребенок медицина, клиники и больницы, болезни, врач, лечение, доктор, наркология, спид, вич, алкоголизм православные знакомства, православный сайт творчeства, православные рассказы, плохие мысли, православные психологи рождение ребенка,пол ребенка,воспитание ребенка,ребенок дошкольного возраста, дети дошкольного возраста,грудной ребенок,обучение ребенка,родить ребенка,загадки для детей,здоровье ребенка,зачатие ребенка,второй ребенок,определение пола ребенка,будущий ребенок