量子自旋霍尔系统中自旋输运的弯曲应变工程：拓扑纳米机械自旋电子学
介观与纳米尺度物理
2017-06-20 v1 材料科学
摘要
量子自旋霍尔系统可表现出由其拓扑边缘态介导的奇异自旋输运现象。本文通过模型与第一性原理计算，展示了弯曲应变工程调控 QSH 系统自旋输运特性的新概念。有趣的是，我们发现弯曲应变可用于缓解 QSH 系统的自旋守恒以产生非零自旋流，同时时间反演对称性的保持使其边缘态受到拓扑保护，从而在无背散射的情况下输运稳健的 SC。这一新颖的物理机制可通过控制弯曲曲率，有效调控 QSH 系统中的 SC 与自旋霍尔流。此外，具有可控曲率的 QSH 系统的实现可通过“拓扑纳米机械架构”的概念来达成。以 Bi/Cl/Si(111) 为材料示例，我们证明了 Bi/Cl/Si(111) 薄膜两个边缘态之间的相对自旋取向确实可以通过由预设计内禀应变诱导的自弯曲行为发生显著调控。因此，这种通过拓扑纳米机械架构实现的“自旋弯曲应变工程”概念，为实现拓扑纳米机械自旋电子学提供了一条极具前景的途径。
引用
@article{arxiv.1611.09929,
title = {Bending Strain Engineering of Spin Transport in Quantum Spin Hall Systems: Topological Nano-mechanospintronics},
author = {Bing Huang and Kyung-Hwan Jin and Bin Cui and Feng Zhai and Jiawei Mei and Feng Liu},
journal= {arXiv preprint arXiv:1611.09929},
year = {2017}
}
备注
5 figures