非正交自旋-动量锁定

自旋-动量锁定是强自旋轨道耦合材料的一种独特本征特征，也是其在自旋电子学与量子计算中具有应用前景的关键所在。现有大量工作针对拓扑与非拓扑纯材料，聚焦于 $\Gamma$ 点附近的正交锁定，即自旋与动量矢量的方向被垂直锁定。在纯体系对称性所强制的正交情形之外，导致非正交自旋-动量锁定（NOSML）的机理虽已在 $\alpha$-$Sn$ 的拓扑表面被报道，却鲜受关注。本文证明，在原始材料存在强内禀自旋轨道耦合时，来自稀浓度无自旋杂质的自旋轨道散射可产生 NOSML 态。我们还观察到 NOSML 态出现的一个有趣的耦合阈值。我们分析中的相关参数为偏离正交性的偏转角，该角可从自旋-角分辨光电子能谱（S-ARPES）谱中实验提取。我们的形式体系适用于所有含杂质的强自旋轨道耦合体系，且不限于拓扑体系。对 NOSML 的理解关乎自旋轨道依赖现象，包括自旋到电荷转换问题，以及一般自旋轨道耦合材料中准粒子干涉（QPI）图样与扫描隧道谱（STS）的解读。