Интерфейсные вклады в параметры спин-орбитального взаимодействия для электронов на интерфейсе (001) GaAs/AlGaAs

Теоретически и экспериментально исследованы одночастичные механизмы спинового расщепления энергетического спектра 2D-электронов в односторонне легированной квантовой яме на основе (001) GaAs/Al$_x$Ga$_{1-x}$As. Показано, что интерфейсное спин-орбитальное взаимодействие заметно компенсирует (усиливает) вклад объемных механизмов Дрессельхауза (Бычкова–Рашбы). Теоретический подход основан на решении уравнения эффективной массы в квазитреугольной яме, дополненного новым граничным условием на высоком и атомарно резком гетеробарьере. Модель учитывает спин-орбитальное взаимодействие электронов как с объемным, так и с гетероинтерфейсным кристаллическим потенциалом симметрии $C_{2v}$, а также отсутствие центра инверсии и непараболичность зоны проводимости в GaAs. Выведен эффективный 2D спиновый гамильтониан, содержащий как объемные, так и интерфейсные вклады в константы Дрессельхауза ($\alpha_{\text{BIA}}$) и Рашбы ($\alpha_{\text{SIA}}$). Найдена аналитическая связь между этими константами и компонентами анизотропного и нелинейного тензора $g$-фактора в наклонном квантующем магнитном поле. Экспериментальный подход основан на детектировании электронного спинового резонанса в микроволновом диапазоне, с одной стороны, и фотолюминесцентных измерениях параметра непараболичности, с другой. Из сравнения с теорией извлечены интерфейсные вклады в $\alpha_{\text{BIA}}$, $\alpha_{\text{SIA}}$.