自旋轨道耦合非中心对称超导体中的自旋与轨道 Edelstein 效应
超导电性
2025-05-05 v2
摘要
不具有反演对称性的超导体在存在超流时可以表现出非零磁化强度,从而产生无耗散的磁电效应。在这里,我们聚焦于理解这些效应中自旋与轨道性质之间的关系,特别是在具有轨道 Rashba 耦合的传统自旋单态非中心对称超导体中,尤其是具有耦合自旋与轨道矩的多轨道电子系统。我们研究了原子自旋轨道耦合如何影响自旋与轨道 Edelstein 效应的大小和方向。我们的发现表明,由超流诱导的自旋与轨道矩之间的关联通常不由原子自旋轨道耦合的符号决定,而是由费米能级处的能带数量以及这些能带相对于镜像对称性的轨道特性决定。我们通过考察其在动量空间中的依赖关系以及避免交叉在决定诱导磁化中的作用来研究自旋与轨道 Edelstein 效应的特性。结果表明,避免交叉能带附近的轨道 Edelstein 效应符号变化在原子自旋轨道耦合幅度的修改下仍然保持鲁棒性。此外,我们观察到自旋 Edelstein 效应通常比轨道 Edelstein 效应小一个数量级,但在原子自旋轨道耦合增强的某些场景中可以显著增强。这些结果表明,通过操控非中心对称材料中的轨道自由度,自旋与轨道 Edelstein 矩之间的关系可以得到有效控制。
引用
@article{arxiv.2408.08151,
title = {Spin and orbital Edelstein effect in spin-orbit coupled noncentrosymmetric superconductor},
author = {Satoshi Ando and Yukio Tanaka and Mario Cuoco and Luca Chirolli and Maria Teresa Mercaldo},
journal= {arXiv preprint arXiv:2408.08151},
year = {2025}
}
备注
21 pages, 5 figures