能带绝缘体-铁磁体异质结构中的磁电效应

我们从理论上研究了一般能带绝缘体与铁磁体异质结构中的磁电效应。与金属中的动力学磁电效应（称为 Edelstein 效应或逆自旋电流效应）不同，我们的机制依赖于价带与导带之间的虚带间跃迁，因此不受无序或杂质散射的影响。通过线性响应理论计算电场诱导的磁化，我们揭示磁电效应无需特定参数选择即可出现。磁电效应随铁磁体中磁矩方向改变而发生定性变化：对于面外磁矩响应为对角，而对于面内磁矩响应为非对角。我们还发现，在光学频率下，磁电信号可通过带间共振激发大幅增强。最后，我们以杂化卤化物钙钛矿半导体作为能带绝缘体的例子，估算了磁电效应的量级，并与其他磁电材料进行比较。我们强调，我们的机制相当普遍且广泛可期，仅需 Rashba 自旋轨道耦合与交换耦合。我们的结果可能提供一种在自旋电子器件中无焦耳热地电学操控磁矩的有前景的方法。