PtSe$_2$ 单层中缺陷诱导的巨大自旋轨道劈裂

自旋轨道耦合 (SOC) 对单层 (ML) PtSe$_2$ 电子性质的影响受制于晶体反演对称性的存在，使其表现出自旋极化能带但无自旋劈裂特征。通过全相对论密度泛函理论计算，我们表明引入点缺陷可以诱导巨大的自旋轨道劈裂。我们计算了诸如 Se 空位 (V$_{\texttt{Se}}$)、Se 间隙 (Se$_{i}$)、Pt 空位 (V$_{\texttt{Pt}}$) 和 Pt 间隙 (Pt$_{i}$) 等原生点缺陷的稳定性，发现 V$_{\texttt{Se}}$ 和 Se$_{i}$ 均具有最低的形成能。我们还发现，与在缺陷态中表现出自旋简并的 Se$_{i}$ 情况相反，在 V$_{\texttt{Se}}$ 的缺陷态中观察到了高达 152 meV 的巨大自旋轨道劈裂。我们对缺陷态轨道贡献的分析表明，巨大的自旋劈裂源于 Pt-$d_{x{^2}+y{^2}}+d_{xy}$ 与 Se-$p_{x}+p_{y}$ 轨道之间的强杂化。我们的研究阐明了缺陷在 PtSe$_2$ ML 的自旋劈裂性质中起着重要作用，这对于设计未来的自旋电子器件具有重要意义。