无铅块体材料中具有立方阶本征与各向异性能带分裂的全平面持久自旋纹理
材料科学
2023-02-28 v1
摘要
已知非中心对称材料中发生的自旋轨道耦合（SOC）效应导致了非平凡自旋构型及诸多涌现物理现象，如自旋自由度的电学调控与自旋到电荷的转换。在动量空间中保持均匀自旋构型的材料被称为持久自旋纹理（PST），其通过持久自旋螺旋（PSH）机制提供长载流子自旋寿命。然而，迄今研究的大多数PST归因于关于\textbf{\textit{k}}的线性分裂，并在第一布里渊区（FBZ）某些高对称点的局部区域之外不复存在。具有纯立方自旋分裂的持久自旋纹理因在自旋输运中的独特优势而受到关注。在此，通过相对论第一性原理计算并结合\textbf{\textit{k.p}}分析，我们报道了属于点群的纯立方分裂（PCS）的出现，该分裂由面内镜面与三重旋转操作所强制产生。此外，面内镜面对称性在FBZ更大区域（即全平面）维持PST，同时伴随巨自旋分裂。我们的结果还展示了如何设想通过单轴应变来调节PCS的大小，同时保持PST。所观测到的PST为具有更大自旋霍尔电导的非退相干自旋输运提供了一条途径，从而为未来自旋电子器件提供了一个有前景的平台。
引用
@article{arxiv.2203.05978,
title = {Full-plane persistent spin textures with cubic order intrinsic and anisotropic band splitting in bulk Lead-free materials},
author = {Sajjan Sheoran and Preeti Bhumla and Saswata Bhattacharya},
journal= {arXiv preprint arXiv:2203.05978},
year = {2023}
}