银碱化物 (110) 表面的持久自旋纹理与自旋轨道哈德响应
材料科学
2026-05-05 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
本文系统地研究了银碱化物 (110) 表面的结构、电子性质及自旋轨道传输特性，采用第一性原理计算结合解析建模方法。该系统的非无中心性和非镜像对称性导致稳健的持久自旋纹理（persistent spin texture, PST），其特点是自旋配置单向且自旋弛豫被抑制，从而实现有效的无限自旋寿命。与先前报道的基于硫化物的 PST 材料不同，本工作表明阴离子半导体同样可以承载 PST，从而显著拓展了自旋电子器件的材料平台。通过建立有效的自旋轨道耦合哈姆顿量，成功刻画了该系统的能带结构中观察到的各向异性自旋分裂和动量偏移。本文引入了两种新的解析模型描述 PST，并与现有模型进行比较，为理解由自旋轨道相互作用产生的 PST 提供了新的视角。此外，该系统表现出显著的本征自旋哈德电导（spin Hall conductivity, SHC）和轨道哈德电导（orbital Hall conductivity, OHC），突显其在电荷到自旋转换和电荷到轨道转换方面的潜力。该 PST 对于双向应变、结构畸变和多层形成都具有稳健性，而垂直电场会打破对称性保护，引发向Rashba型自旋纹理的转变。这些发现将银碱化物 (110) 确立为实现长寿命自旋传输和可调节自旋轨道功能特性的有前景平台，适用于低维阴离子体系。
引用
@article{arxiv.2605.02368,
title = {Persistent Spin Texture and Spin-Orbital Hall Responses on the AgI (110) Surface},
author = {Manish Kumar Mohanta},
journal= {arXiv preprint arXiv:2605.02368},
year = {2026}
}