WSi$_2$N$_4$族材料中的自旋-谷耦合、Rashba效应与隐藏持久自旋极化
材料科学
2023-03-01 v1
摘要
新型二维材料MoSiN和WSiN已被实验成功合成，且多种类似结构在理论上被预测。本文利用最先进的密度泛函理论和多体微扰理论（在GW和BSE框架内），报道WAZ（A=Si, Ge；Z=N, P, As）的电子性质，并特别关注其能带分裂。由于反演对称破缺和强自旋轨道耦合效应，我们在第一布里渊区（BZ）角点处探测到耦合的自旋-谷效应。此外，我们分别观察到围绕 点和M点的三次和线性分裂能带。有趣的是，面内镜面对称（）和任意 点对称性的降低，迫使持久自旋织构（PST）在整个BZ中出现。我们通过面外外加电场（EEF）打破 从而诱导Rashba分裂。W原子的反演不对称位点点群在中心对称的层状块体对应物中引入了隐藏自旋极化。因此，我们确认了自旋-层锁定效应，即能量简并、自旋相反的电子分别空间隔离于顶部和底部W层。我们的低能 模型表明，沿M-K线的PST对EEF和层厚具有鲁棒性，使其适用于自旋电子学和谷电子学应用。
引用
@article{arxiv.2208.00127,
title = {Coupled spin-valley, Rashba effect and hidden persistent spin polarization in WSi$_2$N$_4$ family},
author = {Sajjan Sheoran and Deepika Gill and Ankita Phutela and Saswata Bhattacharya},
journal= {arXiv preprint arXiv:2208.00127},
year = {2023}
}