Рассмотрена возможность реализации ситуаций, в которых примесь (дефект) в объёмном кристалле или в низкоразмерной структуре создаёт связанное состояние только для одной проекции спина (точнее для одного из двух имеющихся значений квантового числа, отмечающего спиновое состояние носителя), в то время как частицы с другой проекцией остаются делокализованными. Это должно привести к эффективной сепарации по спину носителей заряда.

Механизмом, приводящим к избирательному по спину поведению системы является спин-орбитальное (СО) взаимодействие. Мы использовали варианты СО взаимодействия, предложенные Рашба для двумерных систем и Дрессельхаузом для объёмных ситуаций. Исследованы случаи локализации двумерных электронов на одномерной дель та-образной примеси, локализация трёхмерных частиц на короткодействующем одномерном потенциале (дельта-легированный слой доноров), а также, двумерных электронов на аксиально-симметричном притягивающем потенциале.

В первых двух случаях показано, что связывание частиц лишь одного спинового состояния возможно при наличии тока в системе, т.е. при нарушении равновесного распределения электронов по импульсу: в случае дельта-"струны" (2D носители) ток должен быть направлен параллельно струне примесей, а в трехмерном случае - параллельно дельта-слою. Возможна также избирательная локализация в асимметричной сэндвич-структуре типа Al_x Ga_1-x/A₃B₅/ Al_y Ga_1-y.

В случае аксиально-симметричной примеси в 2D электронной системе, нижний s-уровень не расщепляется по спину (как и должно быть в отсутствие магнитного поля), а следующий возбуждённый р-уровень испытывает расщепление. Подбором параметров потенциала примеси можно добиться того, чтобы захваченными оказались лишь частицы одной проекции спина на нормаль к плоскости структуры.

Таким образом, выяснены условия, при которых в электрон-примесной системе возникает разделения носителей по спину благодаря спин-орбитальному взаимодействию.