手性拓扑半导体中的线性与非线性 Edelstein 效应
材料科学
2025-01-20 v1
摘要
最近，人们越来越关注通过电和光手段实现对磁性的按需控制。本文提供了关于手性拓扑半导体 CoSi 中线性Edelstein效应（LEE）和非线性Edelstein效应（NLEE）的第一性原理预测。LEE 和 NLEE 分别代表对外部电场的一阶和二阶磁响应，使通过电和光方法精确操控磁化成为可能。我们表明，尽管 LEE 和 NLEE 都需要时间反演对称性破缺，但它们仍可在非磁性材料中实现，因为根据第二定律，时间反演对称性可以通过热力学和耗散而自发破坏。同时，由于不同的反演对称性选择规则，LEE 和 NLEE 在 CoSi 的两个手性构型中分别呈现出相反和相同的符号。我们进一步量化了 LEE 和 NLEE 的大小，表明当外部电场强度接近于内部原子电场（约为 1 V/A）时，可通过电或光诱导的磁化可达每个单元晶格中的 10 个玻尔子磁矩。我们的工作为在实际材料中实现电和光操控磁性提供了一套系统化的方法，为 spintronics 和磁性存储器等潜在应用铺平了道路。
关键词
引用
@article{arxiv.2501.10279,
title = {Linear and Nonlinear Edelstein Effects in Chiral Topological Semimetals},
author = {Haowei Xu and Ju Li},
journal= {arXiv preprint arXiv:2501.10279},
year = {2025}
}
备注
14 pages, 3 figures