晶体中观测到自由轨道角动量
材料科学
2026-05-21 v1
摘要
电子固有的自旋-轨道相互作用不可避免地将自旋与轨道角动量 (OAM) 耦合，构成自旋轨道传输的根本性挑战。本文提出一种新颖策略，实现自旋解耦的 OAM 态。在手持式光子能谱 (ARPES) 中，我们解析了晶体中清晰分离的 s 轨道能带，这些能带与 p 轨道能带簇完全分离。结合圆极化 ARPES 和第一性原理计算，发现这些能带承载的 OAM 完全来源于原子间隧穿，无原子内贡献。自旋分辨 ARPES 进一步确认其无自旋磁化态，提供了自旋自由 OAM 态的决定性证据。这些发现确立了晶体中无自旋磁化 OAM 的存在，凸显了原子间 OAM 的关键作用。本工作为设计无自旋 OAM 态提供了通用框架，为轨道电子学中的纯轨道电流开辟了机遇。
引用
@article{arxiv.2605.21124,
title = {Observation of spin-free interatomic orbital angular momentum in a chiral crystal},
author = {Dongjin Oh and Sungsoo Hahn and Chiara Pacella and Junseo Yoo and Angel Rubio and Domenico Di Sante and Changyoung Kim},
journal= {arXiv preprint arXiv:2605.21124},
year = {2026}
}
备注
7 pages, 4 figures