界面与手性分子中自旋轨道效应的数值模拟
材料科学
2025-02-14 v1
摘要
利用轨道角动量（OAM）电流于纳米电子器件中，例如通过自旋轨道耦合（SOT）实现磁化操控，代表了日益增长的领域，称为“自旋轨道物理”。本文基于密度泛函理论（DFT）与电子波包实时动力学，探讨了OAM电流在两种典型系统中的生成与传播：一是氧化铜表面（铜/氧界面已知形成大OAM），二是由两根碳链通过手性分子连接而成的模型分子关节。在铜/氧系统中，来自铜电极的入射波包轨道极化在铜/氧界面得到显著增强，但随后在铜的bulk中迅速衰减，由于渐近bulk态的轨道耗尽。有趣的是，如果允许氧层中存在有限的传输（例如隧道关节几何结构），则预测会产生显著的自旋偏振电流，这种偏振在更长的距离上保持不变，可通过施加平面电压进行调控。对于分子关节，手性分子轨道对碳的和（退化）轨道进行混合，不仅高效生成轨道电流，还实现其在碳链上的远距离传播。
引用
@article{arxiv.2502.09239,
title = {Modelling spin-orbitronics effects at interfaces and chiral molecules},
author = {Poonam Kumari and Cyrille Barreteau and Alexander Smogunov},
journal= {arXiv preprint arXiv:2502.09239},
year = {2025}
}