在杂化卤素取代的 CsGeX$_3$ 中极性单斜相的涌现
材料科学
2026-03-13 v1
摘要
无机德国氟化物钙钛矿晶体中出现铁电性为氧化物对手提供了一种替代方案。我们采用第一性原理方法研究了在 X 位点进行杂化卤素取代（2:1 配置）的 CsGeX 材料。结构上，这种变化比原始材料更强烈地改变了八面体环境，导致室温下出现极性单斜相。单斜相的出现也通过沿各个方向沿动力学矩阵软模本征向量的位移所生成结构的能量来确认。在化学调控的相中，极化方向为 [101]，其绝对值比原始材料提高 10-15%。电子结构分析显示，在化学调控结构中，价带的自旋分裂能范围为 25-250 meV，导带的自旋分裂能范围为 9-80 meV。此外，这些结构表现出 Rashba 及持久自旋纹理，这些纹理与极化方向耦合。基于对称性的 **k·p** 哈密顿量参数提供了关于自旋分裂强度和自旋纹理本质的见解。CsGeX 材料的半导体性质和自旋极化性质使其成为 Datta-Das 自旋晶体管的强有力候选者。
引用
@article{arxiv.2603.11844,
title = {Emergence of polar monoclinic phase in heterohalogen substituted CsGeX$_3$},
author = {Sourabh Vairat and Balachandra G. Hegde and Brajesh Tiwari and Ravi Kashikar},
journal= {arXiv preprint arXiv:2603.11844},
year = {2026}
}