自旋霍尔效应:对称性破缺、扭转与巨无序重整化
介观与纳米尺度物理
2024-09-20 v2 无序系统与神经网络
材料科学
摘要
基于过渡金属二硫族化物和石墨烯的原子级薄材料为揭示异质界面中自旋霍尔效应 (SHE) 的机制提供了一条有前景的途径。在此,我们为扭转范德华异质结构建立了完全纳入扭转和无序效应的自旋霍尔效应微观理论,并阐明了对称性破缺在自旋霍尔电流产生中的关键作用。我们发现,对顶角修正的精确处理会导致与流行的“iη”和阶梯近似等方法在定性和定量上均不同的自旋霍尔效应。我们预测了斜散射过程随扭转角 θ 的显著振荡行为,这反映了 Rashba 效应与谷-Zeeman 效应之间非平凡的相互作用,并导致在 θ = 30° 时自旋霍尔效应消失,而对于石墨烯-WSe₂,在 θ ≈ 17° 时自旋霍尔效应达到最优。我们的发现揭示了无序和破缺对称性是优化界面自旋霍尔效应的重要调控手段。
引用
@article{arxiv.2403.15229,
title = {Spin Hall Effect: Symmetry Breaking, Twisting, and Giant Disorder Renormalization},
author = {David T. S. Perkins and Alessandro Veneri and Aires Ferreira},
journal= {arXiv preprint arXiv:2403.15229},
year = {2024}
}
备注
8 pages, 3 figures (includes supplemental material); accepted version in Phys. Rev. B