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二维系统中的位移自旋光流

介观与纳米尺度物理 2025-03-13 v3

摘要

通过计算位移自旋导电率,理论地研究了圆偏振光在二维系统中产生非线性自旋光流。我们指出,在时反演对称系统中,可通过圆偏振光产生位移自旋光流,而位移电荷光流则因对称性被禁止。我们指出,kk 立方 Rashba-Dresselhaus 系统、kk 立方 wurtzite 系统和 Dirac 表面态都可以支持位移自旋光流。通过对称性分析,我们发现,在 Rashba 类型自旋轨道耦合系统中,镜像对称性要求自旋分极化与自旋光流的运动方向平行,我们称之为纵向位移自旋光流。Dirac 表面态在带有扭曲项的情况下具有镜像对称性,类似于 Rashba 类型系统,支持纵向位移自旋光流。相反,在 Dresselhaus 类型自旋轨道耦合系统中,奇偶镜像对称性要求自旋分极化与自旋光流的运动方向垂直,我们称之为横向位移自旋光流。此外,我们发现,在任何 kk 线性自旋轨道耦合系统中,除非开启泊曼耦合,否则位移自旋光流恒为零。我们发现,由于泊曼耦合 μz\mu_z 导致能带退化分裂,出现 van Hove 奇点。 resulting shift spin conductivity 在光学频率 ω=2μz/\omega=2\mu_z/\hbar 处具有显著峰值。

关键词

引用

@article{arxiv.2411.18437,
  title  = {Shift spin photocurrents in two-dimensional systems},
  author = {Hsiu-Chuan Hsu and Tsung-Wei Chen},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2411.18437},
  year   = {2025}
}