由电荷密度波触发的石墨烯/1T-TaS$_2$异质结构中的自旋轨道与交换邻近耦合
介观与纳米尺度物理
2023-02-28 v2 材料科学
强关联电子
摘要
基于石墨烯的范德瓦耳斯异质结构中电子能带的邻近诱导精细特征与自旋纹理可从调控扭转角的角度进行探索。此处我们研究石墨烯态在1T-TaS邻近下的自旋轨道耦合与交换耦合工程，所利用的不是扭转，而是1T-TaS中的电荷密度波——一种实际的低温相。使用密度泛函理论与有效模型，我们发现1T-TaS中电荷密度波的出现显著增强了石墨烯中的Rashba自旋轨道分裂，并以与传统扭转角情形非常相似的方式使自旋纹理倾斜了显著的Rashba角。此外，电荷密度波相中部分填充的Ta 带导致了面内磁序的自发出现，该磁序通过邻近从1T-TaS传递到石墨烯，从而沿自旋轨道同时叠加了交换耦合邻近效应。为描述这一复杂邻近图景，我们发展了有效模型哈密顿量并给出了一组极简参数，其极好地复现了第一性原理计算预测的所有谱特征。从概念上讲，电荷密度波提供了一个高度有趣的旋钮来控制电子态的精细特征并裁剪叠加的邻近效应——一种无扭转的扭转电子学。
引用
@article{arxiv.2211.02153,
title = {Spin-orbit and exchange proximity couplings in graphene/1T-TaS$_2$ heterostructure triggered by a charge density wave},
author = {Karol Szałowski and Marko Milivojević and Denis Kochan and Martin Gmitra},
journal= {arXiv preprint arXiv:2211.02153},
year = {2023}
}