通过界面未占据态的Rashba自旋-电荷光致转换

在破缺反演对称的界面处，Rashba效应将电子的运动与其自旋耦合；因此，可发生自旋-电荷相互转换机制。这些相互转换机制通常利用费米能级处的Rashba自旋分裂，通过自旋泵浦或自旋转矩铁磁共振实现。在此，我们报道了在Cu(111)/$\alpha$-Bi$_{2}$O$_{3}$界面处，通过费米能级之上的未占据态中的Rashba自旋分裂实现显著光致自旋到电荷转换的证据。通过对包含自旋轨道相互作用的界面电子结构进行全相对论第一性原理分析，我们预测在费米能级之上1.98 eV处平均Rashba系数为$1.72\times 10^{-10}eV.m$。我们发现这与我们在室温下于1.96 eV激发的、依赖于螺旋度的光致自旋到电荷转换观测结果一致，其自旋电流生成量为$J_{s}=10^{6}A/m^{2}$。本通讯展示了利用激发态中Rashba自旋分裂实现高效自旋-电荷转换的证据，可在无磁性材料或外部磁场的情况下收集光能。