反铁磁CrI3双层中的Rashba诱导自旋织构与自旋-层锁定效应
材料科学
2022-12-06 v2
摘要
反铁磁（AFM）CrI双层是范德瓦耳斯二维半导体中特别有趣的代表，其磁性和在自旋电子学中的潜力正受到研究。利用第一性原理密度泛函理论计算，我们研究了Cr自旋矩垂直于层面的AFM CrI双层（双重简并）最高价带态在动量空间中的自旋织构。我们在布里渊区主要中心部分发现存在两层符号相反的Rashba面内自旋织构，源于作用于各层的内在局域电场。为研究波函数的层分离，我们施加小电场使简并态按层占据分裂。我们发现最高价带波函数呈层分离，仅属于两层之一且具相反面内自旋织构，且该分离几乎覆盖整个布里渊区。相应的面内倾斜自旋的层锁定与最高AFM能带同其余价带在能量上的分离有关。我们解释了能带相互作用如何在、和点破坏层锁定。此外，我们将AFM双层系统中面内倾斜自旋的层锁定与中心对称非磁材料中的隐藏自旋极化进行比较，指出分离机制及其对层锁定后果的差异。我们注意到，在其他具有强自旋轨道耦合和孤立能带的范德瓦耳斯AFM双层中，也可能出现类似的具面内倾斜自旋层锁定的Rashba效应。
引用
@article{arxiv.2202.09431,
title = {Rashba-induced spin texture and spin-layer-locking effects in the antiferromagnetic CrI3 bilayer},
author = {Sukanya Ghosh and Natasa Stojic and Nadia Binggeli},
journal= {arXiv preprint arXiv:2202.09431},
year = {2022}
}
备注
20 pages, 4 figures in main text, 1 figure in Appendix, and 6 figures in Supporting Information