铁电 Rashba 半导体作为一类新型多功能材料

现代材料科学中新性质、新效应或微观机制的发现，往往源于将多种功能结合到单一化合物中的追求：不仅是这些功能的并置，尤其是它们的耦合，可以在基础凝聚态物理以及技术方面开辟新的视野。半导体自旋电子学也不例外。在此背景下，我们通过密度泛函模拟发现，当显著的自旋轨道耦合与铁电性相结合时（如在 GeTe 中），会产生一种新型多功能材料——称为铁电 Rashba 半导体 (FERSC)——其中得益于巨大的 Rashba 自旋分裂，自旋织构可通过电场进行控制和切换。这种独特的自旋 - 电耦合可以在小带隙绝缘体（如硫族化合物）中找到天然的应用场景，并能为电场控制的半导体自旋电子学领域带来全新的优势。