通过边缘功能化在室温下对 Rashba 态进行可逆修改
介观与纳米尺度物理
2025-12-16 v1
摘要
具有强自旋轨道耦合（Spin-Orbit Coupling, SOC）的量子材料是广泛应用于众多新型自旋电子器件的关键组件。拓扑绝缘体具有必要的强SOC，其在拓扑态和边界上产生的 Rashba 态之间建立独特的自旋纹理，但目前尚无成熟的方法来可逆控制这种自旋纹理。本文演示，通过改变Bi2Se3薄膜的步边终止条件，可直接改变SOC强度，从而修改1维边缘态的 Rashba 强度。扫描隧道显微镜/光谱显示，这些 Rashba 边缘态通过步边端面功能化和还原过程而出现并随之消失。密度泛函理论计算结果也证实了，端面终止条件的细微化学变化从根本上改变了底层电子结构。重要的是，我们在室温下成功演示了 Rashba 边缘态在多个循环中的全可逆和可重复开关。结果表明，Se功能化是一种实用的控制方法，可在拓扑绝缘体中控制SOC和量子态的自旋纹理。
引用
@article{arxiv.2507.06984,
title = {Reversible Modification of Rashba States in Topological Insulators at Room Temperature by Edge Functionalization},
author = {Wonhee Ko and Seoung-Hun Kang and Qiangsheng Lu and An-Hsi Chen and Gyula Eres and Ho Nyung Lee and Young-Kyun Kwon and Robert G. Moore and Mina Yoon and Matthew Brahlek},
journal= {arXiv preprint arXiv:2507.06984},
year = {2025}
}