铁电体块材 CsPbF$_3$ 中 Rashba 自旋分裂的起源与应变可调性

自旋轨道耦合（SOC）与破缺反演对称性相结合，是若干引人入胜的量子现象（如持续自旋织构、拓扑表面态以及 Rashba-Dresselhaus（RD）效应）的关键要素。铁电材料中自发极化与 RD 效应的共存使得自旋自由度的电学调控成为可能。有鉴于此，我们通过采用最先进的第一性原理方法，即结合自旋轨道耦合（SOC）的半局域与杂化泛函（HSE06）的密度泛函理论（DFT）以及多体微扰理论（G$_0$W$_0$），在此探索铁电铅卤钙钛矿 CsPbF$_3$ 作为自旋电子学领域的潜在候选材料。为深入理解所观测的自旋分裂，我们在 DFT 与 $\textbf{k.p}$ 模型哈密顿量的联合框架下分析了自旋织构。后者证实不存在面外自旋分量，表明该体系中 Rashba 分裂主导于 Dresselhaus 分裂。由于导带中存在 Pb-6$p$ 轨道，注意到导带底（CBm）处的 Rashba 系数（$\alpha_R$）值远大于价带顶（VBM）处的值。值得注意的是，我们还观察到在施加单轴应变（$\pm5\%$）时 Rashba 自旋分裂的强度可被显著调控。该发现将进一步为钙钛矿基自旋电子器件铺平道路。