Conducting ferroelectric domain walls 上的自旋轨道耦合与 Edelstein 效应
介观与纳米尺度物理
2026-01-16 v1
摘要
Head-to-head 铁电域壁 本质上带有电荷，通常由混合的反向带电缺陷和自由电子来补偿。自由电子在域壁上形成二维电子气 (2DEG)。在许多情况下，域壁处的反演对称性被打破，这意味着 2DEG 受到非平凡的自旋轨道耦合。本文我们利用对称性论证构建了一个用于 head-to-head 铁电域壁 的通用六能带紧束缚电子哈密顿量。该模型包括自旋轨道物理，具有常见于过渡金属钙钛矿的多轨道 能带结构，应用于 BaTiO。我们发现，2DEG 发展出 Ising 自旋纹理，自旋沿域壁垂直对齐。我们将其与应在弱导电 head-to-tail 域壁 上出现的 Rashba 自旋纹理进行对比。随后我们表明，head-to-head 域壁即使在非常稀疏的情况下也应在室温下产生可测量的 Edelstein 效应（即电流诱导磁化），并描述了一个简单实验来测量它。
引用
@article{arxiv.2510.03406,
title = {Spin-orbit coupling and the Edelstein effect at conducting ferroelectric domain walls},
author = {Maryam A. Nasir and W. A. Atkinson},
journal= {arXiv preprint arXiv:2510.03406},
year = {2026}
}