铁电HfO2中的可逆自旋纹理
材料科学
2017-07-05 v1
摘要
已知在非中心对称材料中发生的自旋轨道耦合效应导致非平凡自旋构型及许多涌现物理现象。铁电材料在这方面可能特别有趣，因为可逆自发极化使得非易失性电控制自旋自由度成为可能。在此，我们探索一种技术相关的氧化物材料HfO2，其已显示出在非中心对称正交相中具有稳健铁电性。利用基于密度泛函理论的理论建模，我们研究了铁电HfO2的自旋相关电子结构，并展示了由自旋轨道耦合驱动的手性自旋纹理的出现。我们在k.p哈密顿量模型内根据Rashba和Dresselhaus效应分析这些自旋构型，发现Rashba型自旋纹理在价带顶附近占主导，而Dresselhaus型自旋纹理在导带底附近占主导。后者以非常大的Dresselhaus常数 {\alpha}D = 0.578 eV {\AA} 为特征，这使得使用该材料作为隧穿势垒产生可由铁电极化反转的隧穿反常和自旋霍尔效应成为可能。
引用
@article{arxiv.1705.00768,
title = {Reversible spin texture in ferroelectric HfO2},
author = {L. L. Tao and Tula R. Paudel and Alexey A. Kovalev and Evgeny Y. Tsymbal},
journal= {arXiv preprint arXiv:1705.00768},
year = {2017}
}