晶体结构空腔中 6p 轨道的大且可调自旋轨道效应
材料科学
2023-07-20 v1
摘要
我们通过第一性原理计算探索铁电材料 Pb5Ge3O11 作为调控晶体固体中自旋轨道相互作用（SOC）的模型。SOC 通过加深铁电双势阱对结构能量图景产生惊人的强效应。我们观察到该效应源于位于晶体自然空腔通道边缘的特定 Pb Wyckoff 位置。我们还发现，空腔通道边缘另一 Pb 位置的空 6p 态形成了独特的空腔态。该空腔态表现出具有混合 Rashba-Weyl 特征的可观自旋分裂以及相关能带拓扑保护的交叉。我们还表明，铁电性质和显著的 SOC 效应在每晶胞多达数个电子的 n 型掺杂下异常稳健。我们将这些原创效应的来源归结为结构空腔通道与 Pb 原子化学特性的独特组合，其 6p 轨道定域于通道内部。
引用
@article{arxiv.2307.09545,
title = {Large and tunable spin-orbit effect of 6p orbitals through structural cavities in crystals},
author = {Mauro Fava and William Lafargue-Dit-Hauret and Aldo H. Romero and Eric Bousquet},
journal= {arXiv preprint arXiv:2307.09545},
year = {2023}
}