由 Rashba 能带分裂驱动的混合相准二维 Ruddlesden-Popper 钙钛矿中的轨亚导体旋流
材料科学
2025-12-09 v1 化学物理
光学
摘要
金属卤化物钙钛矿（MHP）因含有重金属元素而表现出显著的自旋轨道耦合（SOC），导致Rashba型能带分裂等独特的电子特性，使其成为下一代自旋电子器件的有前景的材料。本文利用圆偏振发光（CPL）和偏振依赖的泵浦-探测光谱技术，我们发现两维（2D）Ruddlesden-Popper（RP）混合相钙钛矿（(C6H7SNH3)2(CH3NH3)n-1PbnI3n+1，n=1-4）中的所有相都具有自旋极化。这些自旋极化能带的来源归因于Rashba效应。有趣的是，该系统高度无序的特性促进了从纯2D相（n=1）到更高n相的光激发自旋极化激子实现了极其高效的超快漏斗效应。我们证明，由于固有软晶体晶格和更高的激子-声子相互作用导致显著的轨亚形成，是混合相2D RP钙钛矿中观察到的自旋漏斗效应的主要原因。轨亚作为自旋极化激子的保护机制，能够通过屏蔽普遍存在的声子引起的动量散射，保持其自旋信息。这些发现不仅为设计具有显著Rashba效应的2D RP钙钛矿提供了有价值的指导，也揭示了一类能够在室温下实现高效自旋保护能量传输的solution-processed钙钛矿材料。
引用
@article{arxiv.2512.06773,
title = {Polaron-Driven Spin Funneling through Rashba-Split Bands in Mixed-Phase Quasi-Two-Dimensional Ruddlesden-Popper Perovskites},
author = {Sushovan Sarkar and Koushik Gayen and Ashish Soni and Suman Kalyan Pal},
journal= {arXiv preprint arXiv:2512.06773},
year = {2025}
}