磁性、自旋纹理与带隙内态：缺氧SrTiO$_3$表面的原子专化
强关联电子
2016-04-20 v2 材料科学
摘要
受近期在存在氧空位时对限域于SrTiO的(001)表面附近的二维电子态所进行的自旋及角分辨光电子能谱（SARPES）测量的推动，我们通过 slab 的从头算密度泛函理论（DFT）计算探究了它们的自旋结构。相对论非磁性DFT计算显示出类Rashba的自旋缠绕，分裂为几 meV；当引入Ti离子的表面磁性时，能带发生自旋分裂，在点能量差约 100 meV，与SARPES发现一致。尽管磁性倾向于抑制相对论Rashba相互作用的效应，但其迹象仍通过复杂的自旋纹理清晰可见。此外，我们观察到一种原子专化现象，即两类电子贡献：一类来自邻近氧空位的Ti原子，其获得了相当大的磁矩并主要产生带隙内态；另一类来自离氧空位较远的Ti原子的部分极化t巡游电子，其形成了二维电子系统，并负责Rashba自旋缠绕以及费米面上的自旋分裂。
引用
@article{arxiv.1511.08614,
title = {Magnetism, spin texture and in-gap states: Atomic specialization at the surface of oxygen-deficient SrTiO$_3$},
author = {Michaela Altmeyer and Harald O. Jeschke and Oliver Hijano-Cubelos and Cyril Martins and Frank Lechermann and Klaus Koepernik and Andres F. Santander-Syro and Marcelo J. Rozenberg and Roser Valenti and Marc Gabay},
journal= {arXiv preprint arXiv:1511.08614},
year = {2016}
}
备注
6 pages, 4 figures, for Suppl. Mat. please contact first author