单层与多层过渡金属二硫族化物中自旋-轨道相互作用效应的动量依赖性
介观与纳米尺度物理
2015-11-11 v2 材料科学
摘要
半导体过渡金属二硫族化物（TMD）这一新型二维晶体家族的主要特征之一是强自旋-轨道相互作用，这使其在未来自旋电子学和谷电子学器件的应用中极具前景。本文对自旋-轨道耦合（SOC）在单层和体相 TMD 能带结构中的效应进行了详细研究，明确考虑了硫族元素轨道及其与过渡金属原子杂化的作用。为此，我们将密度泛函理论（DFT）计算与 Slater-Koster 紧束缚模型相结合。以往的大多数紧束缚模型仅局限于布里渊区（BZ）的 K 和 K' 点，而本文考虑了整个 BZ 内的 SOC 效应，并将结果与 DFT 方法得到的能带结构进行了比较。通过分别考虑来自过渡金属和硫族原子的贡献，利用紧束缚模型分析了 SOC 在能带结构中的效应。最后，我们提出了一种情景：在强 SOC 情况下，Q 点导带底处的自旋/轨道/谷纠缠可以被探测到，并且在该族化合物已报道的最常见的电子掺杂情形中具有实验意义。
引用
@article{arxiv.1401.5009,
title = {Momentum dependence of spin-orbit interaction effects in single-layer and multi-layer transition metal dichalcogenides},
author = {R. Roldán and M. P. López-Sancho and E. Cappelluti and J. A. Silva-Guillén and P. Ordejón and F. Guinea},
journal= {arXiv preprint arXiv:1401.5009},
year = {2015}
}
备注
12 pages, 6 figures