bulk 金中嵌入纳米界面网络的涌现 Rashba 自旋轨道耦合
介观与纳米尺度物理
2025-09-05 v1
摘要
Rashba 效应在基础材料物理和潜在的自旋电子学应用中发挥关键作用，已在多种体系中实现，包括半导体量子阱、氧化物异质结构、金属表面、拓扑绝缘体、铁电体等。然而，迄今为止尚未在保持 bulk 反演对称性（BIS）的体系中实现该效应，例如在 bulk 金属中。我们展示了一种独特策略，通过在 bulk 金中嵌入极细银纳米颗粒来引入和调节 Rashba 自旋轨道相互作用（SOI），实现了 unprecedented 的强度。银和金的近似晶格常数使 Ag/Au 异质界面实现高密度堆积，同时不破坏全局 BIS。通过变化嵌入纳米颗粒的密度，我们在保持 BIS 的 bulk 金属中实现 Rashba SOI，耦合强度约为 15 meV·Å，显著高于已知任何保持全局 BIS 的体系，自旋轨道散射速率提高约 20 倍。我们认为，界面处的电荷转移及极性局域化的共同作用可增强 SOI。
引用
@article{arxiv.2509.03620,
title = {Emergent Rashba spin-orbit coupling in bulk gold with buried network of nanoscale interfaces},
author = {Shreya Kumbhakar and Banashree Debnath and Tuhin Kumar Maji and Binita Tongbram and Shinjan Mandal and T. Phanindra Sai and T. V. Ramakrishnan and Manish Jain and H. R. Krishnamurthy and Anshu Pandey and Arindam Ghosh},
journal= {arXiv preprint arXiv:2509.03620},
year = {2025}
}
备注
10 pages,5 figures