过渡金属二硫化物上分子吸附物中界面驱动自旋轨道耦合的计算分析

自旋轨道耦合 (SOC) 解除了分子轨道简并，为实现适用于下一代数字器件的双能级电子平台提供了可能。然而，常见的轻原子分子原料由于缺乏重元素而表现出较弱的 SOC。为了在不合成新材料的情况下增强 SOC，我们利用了分子与基于过渡元素的固态材料之间的界面相互作用。本计算研究采用密度泛函理论 (DFT) 研究了吸附在过渡金属二硫化物 (TMDs) 上的金属酞菁中的 SOC 分裂。增强的 SOC 分裂归因于分子-基底界面处的强轨道杂化。具体而言，单层 MoS2 上的锌酞菁 (ZnPC) 实现了约 8 meV 的显著 SOC 分裂。此外，当 ZnPC 在 MoS2 上形成自组装链时，由于分子周期性调制的杂化带的形成，分裂增加至约 20 meV。这些发现突显了界面和分子间相互作用在诱导和增强表面吸附分子中 SOC 的作用，为无需复杂合成工作的分子自旋电子材料提供了一种新策略。