拓扑相变下块体 Rashba 半导体中的层间 RKKY 耦合
介观与纳米尺度物理
2019-07-17 v2
摘要
具有本征增强 Rashba 自旋轨道耦合的块体 Rashba 半导体 BiTeX（X=I、Cl 和 Br）为研究材料中的自旋电子学和磁现象提供了新平台。我们从理论上研究了沉积在块体 Rashba 半导体 BiTeI 相对表面上的两个铁磁体在其平庸和拓扑绝缘体相中的层间交换相互作用。在平庸相 BiTeI 中，我们发现对于磁化垂直于界面的铁磁体，交换耦合让人联想到传统三维金属的情况。显著的是，磁化平行于界面的铁磁体由于自旋轨道耦合而显示出与传统三维金属定性不同的磁交换。在这种情况下，层间交换相互作用获得两个振荡周期，并随 BiTeI 层厚度的倒数衰减。对于拓扑 BiTeI，磁交换相互作用仅由螺旋表面态介导，并作用于样品边缘的一维自旋链之间。表面态介导的层间交换相互作用允许具有非共线磁化的铁磁体之间的耦合，并显示出与平庸 BiTeI 不同的衰减幂次，从而允许在该材料中探测拓扑相变。我们的工作为这些新发现材料的磁性及其可能的功能化提供了见解。
引用
@article{arxiv.1902.06001,
title = {Interlayer RKKY Coupling in Bulk Rashba Semiconductors under Topological Phase Transition},
author = {Mahmoud M. Asmar and Wang-Kong Tse},
journal= {arXiv preprint arXiv:1902.06001},
year = {2019}
}