拓扑绝缘体中能带倾斜诱导的非线性能斯特效应：高性能自旋极化的高效产生
介观与纳米尺度物理
2022-08-25 v2
摘要
拓扑绝缘体（TIs）因其表面态迷人的自旋-动量锁定（SML）而有希望作为自旋电子学应用的平台。一个特别的兴趣在于使用 TIs 作为自旋电子学结构的自旋极化源。在此，我们提出 TIs 中能带倾斜诱导的非线性能斯特效应（NLNE）作为一种清洁且高效的途径来产生高性能自旋极化（SP）。我们表明，在存在 SML 和六角翘曲效应的情况下，有限的能带倾斜可诱导两种自旋载流子的不平衡，并有效产生 TIs 中的自旋极化 NLNE 电流。在我们的方案中，在热驱动下可实现自旋电流和电荷电流两种 regime。所获得的可调 SP 可以以平滑或快速的方式高效调控，展现出高度灵活的调谐性。此外，在宽范围可调参数内可产生近乎统一的 SP，并且发现其对温度也具有鲁棒性。因此，我们的工作提供了一种基于 TIs 实现可控室温高自由度 SP 的机制，这对未来的自旋电子学应用至关重要。
引用
@article{arxiv.2111.02315,
title = {Band tilt induced nonlinear Nernst effect in topological insulators: An efficient generation of high-performance spin polarization},
author = {Chuanchang Zeng and Xiao-Qin Yu and Zhi-Ming Yu and Yugui Yao},
journal= {arXiv preprint arXiv:2111.02315},
year = {2022}
}
备注
The accepted version in PRB Letter