半金属性WTe2表面Rashba型自旋分裂的干涉证据
材料科学
2016-09-21 v1
摘要
半金属性二碲化钨(WTe2)表现出极大的非饱和磁阻(XMR)，这是备受关注的话题。该现象被认为源于WTe2中完美的n-p电荷补偿与低载流子密度的结合，以及可能与其能带结构细节有关。最近，通过角分辨光电子能谱(ARPES)在WTe2中观测到了由强自旋轨道耦合(SOC)诱导的“自旋纹理”。这为相关态提供了背散射保护机制，因此被提出在WTe2的XMR中起重要作用。在此，基于我们对块体WTe2的密度泛函计算，我们发现在计算的能带结构中由于非中心对称结构存在强烈的Rashba自旋轨道效应。这使能带分裂并且能带的两重自旋简并被解除。通过扫描隧道显微镜(STM)在4.2 K下对WTe2表面测量可观察到显著的Umklapp干涉图样（一种涉及倒格矢的谱学特征）。这与77 K下展示的表面原子结构明显不同。Umklapp干涉的能量依赖性与从ARPES测量积分得到的态密度表现出强对应，表明能带在Gamma点两侧发生自旋分裂。谱学测量揭示电子/空穴不对称性比值沿b轴随横向位置交替变化，为半金属性WTe2的双载流子输运提供了微观图像。计算的能带结构和费米面进一步得到我们的ARPES结果和Shubnikov-de Haas (SdH)振荡测量的支持。
引用
@article{arxiv.1602.08256,
title = {Interference Evidence for Rashba-Type Spin-Split on Semimetallic WTe2 Surface},
author = {Qing Li and Jiaqiang Yan and Biao Yang and Yunyi Zang and Junjie Zhang and Ke He and Menghao Wu and Yanfei Zhao and David Mandrus and Jian Wang and Qikun Xue and Lifeng Chi and David J. Singh and Minghu Pan},
journal= {arXiv preprint arXiv:1602.08256},
year = {2016}
}