由对称性强制保持的持久自旋纹理
材料科学
2018-08-21 v2 介观与纳米尺度物理
摘要
持久自旋纹理（Persistent spin texture, PST）是某些材料在动量空间中保持均匀自旋构型的特性。据预测，该特性可支持载流子极长的自旋寿命，在自旋电子学应用中颇具前景。已知当两种主导自旋轨道耦合——Rashba 和线性 Dresselhaus——的强度相等时，会出现 PST。然而，这一条件并非轻易实现，需要调节 Rashba 和 Dresselhaus 参数，正如半导体量子阱结构中所展示的那样。本文预测存在一类非中心对称块体材料，其中 PST 由晶体的非_symmorphic 空间群对称性强制保持。在布里渊区中某些高对称点附近，子晶格自由度对有效自旋轨道场施加约束，使其独立于动量方向从而保持 PST。我们利用密度泛函理论计算对若干实验上可及的有前景候选材料说明了这一行为。其中包括铁电氧化物 BiInO3——一种在导带底附近维持 PST 的宽带隙半导体。我们的结果拓宽了可用于自旋电子学的材料范围。
引用
@article{arxiv.1803.02964,
title = {Persistent spin texture enforced by symmetry},
author = {L. L. Tao and Evgeny Y. Tsymbal},
journal= {arXiv preprint arXiv:1803.02964},
year = {2018}
}