过渡金属二硫族化物单层中的轨道与自旋能斯特效应
介观与纳米尺度物理
2026-05-12 v1 材料科学
摘要
近年来，轨道电子学效应作为成熟的自旋电子学现象的互补对应物，受到了越来越多的关注。在本工作中，我们证明了过渡金属二硫族化物单层为观察轨道能斯特效应提供了一个极佳的平台，该效应是一个相对较少被探索的现象，描述了在施加温度梯度下横向轨道电流的产生。我们表明，与其电学对应物即轨道霍尔效应类似，轨道能斯特效应不需要自旋轨道耦合的存在。基于低能谷模型的分析结果为底层机制提供了关键见解，特别强调了费米能级电子态对该效应出现的关键作用。引入自旋轨道耦合进一步产生了自旋能斯特效应，该效应与自旋轨道耦合强度成正比，并在无自旋轨道耦合时消失。我们用两个代表性系统——单层 2H MoS 和 2H NbS——的全布里渊区紧束缚结果证实了我们的分析发现。我们的结果表明，虽然 MoS 中的轨道和自旋能斯特电导率都需要电子或空穴掺杂，但这两种效应在金属 NbS 中是本征存在的。我们的工作揭示了轨道和自旋贝里曲率的核心作用，确定了掺杂作为调节轨道和自旋能斯特响应的有效途径，并提出了一种用于在单层过渡金属二硫族化物中检测这些效应的可能的实验装置。
引用
@article{arxiv.2605.10033,
title = {Orbital and Spin Nernst Effects in Monolayers of Transition Metal Dichalcogenides},
author = {Saikat Saha and Arnab Bose and Sayantika Bhowal},
journal= {arXiv preprint arXiv:2605.10033},
year = {2026}
}
备注
13 pages, 9 figures