铁电氧化物中的 Rashba 自旋劈裂：从机理阐释到能带工程
材料科学
2022-04-19 v3
摘要
铁电 Rashba 半导体（FERSC）是一类新兴的功能材料，其 Rashba 自旋劈裂可以通过电场控制和反转，在自旋电子学应用中具有重要价值。然而，由于缺乏稳定的 FERSC 化合物，基于此类材料的具体器件的开发仍受到阻碍。在此，我们表明，大的自发极化和显著的自旋轨道耦合的共存不足以产生强的 Rashba 效应，并阐明了为什么 B 位含有过渡金属的简单铁电钙钛矿氧化物通常不是合适的 FERSC 候选材料。通过阐释如何通过层状钙钛矿电子结构的能带工程来绕过这一限制，我们确定了 BiWO Aurivillius 晶体作为首个具有大且可逆 Rashba 自旋劈裂的稳定铁电体，该材料甚至可以在不失去其铁电性质的情况下进行大量掺杂。重要的是，我们强调在层状 BiWO 中会出现单向自旋轨道场，从而保护其免受自旋退相干的影响。我们进一步强调，在 BiWO 中出现的单向自旋轨道场使其自旋织构得到保护，免受自旋退相干的影响。
引用
@article{arxiv.1903.01241,
title = {Rashba spin-splitting in ferroelectric oxides: from rationalizing to engineering},
author = {Hania Djani and Andres Camilo Garcia-Castro and Wen-Yi Tong and Paolo Barone and Eric Bousquet and Silvia Picozzi and Philippe Ghosez},
journal= {arXiv preprint arXiv:1903.01241},
year = {2022}
}