极性狄拉克金属中可调自旋-谷耦合的非互易电荷输运

固体中的非互易电荷输运，即向右和向左电流的电阻不同，是现代电子学中整流器件的关键功能，例如$p$-$n$半导体结。最近，在磁场中的非中心对称材料中也证明了这一点，因为它们的能带结构由于反对称自旋-轨道耦合而表现出与动量空间位置耦合的自旋极化。为了增强非互易效应的幅度，调节这种自旋-动量耦合至关重要，但在传统材料中，由于难以控制晶格和界面结构中固有的反演对称性破缺，这一直受到阻碍。在这里，我们报告了层状极性金属BaMn$X_2$（$X$=Sb, Bi）中的大非互易电阻率，其中自旋极化的狄拉克色散取决于通过$X$位化学替代可调的面内极化。对于具有一对单型谷的$X$=Sb，非互易电阻率随温度降低单调增加，而对于具有多型谷的$X$=Bi，非互易电阻率降低约一个数量级，并在低温下出现峰值。理论计算表明，非互易电阻率不仅对自旋-动量（自旋-谷）耦合敏感，而且对费米能量和狄拉克色散敏感。在同一系列材料中观察到的非互易输运的显著变化可能对无结整流器件和电路的设计非常有用。