量子自旋霍尔边缘态与谷边缘态竞争诱导的自旋分裂

已证明具有晶格变形的应变石墨烯会产生巨大的赝磁场并容纳许多奇异性质。在此，我们提出了一种非磁性方法，在具有中等自旋轨道耦合的应变石墨烯纳米带中实现动量依赖的面外自旋分裂。这种独特的自旋分裂不同于众所周知的塞曼型自旋分裂和拉什巴型自旋分裂。我们的分析表明，纳米带中量子自旋霍尔边缘态与谷边缘态之间的竞争导致了这种独特的自旋分裂。纳米带一侧的量子自旋霍尔态被赝磁场诱导的反向传播边缘模式所抑制。而在相反的一侧，量子自旋霍尔态完全不受影响。因此，在纳米带两个相反边缘传播的、具有相反自旋取向的简并量子自旋霍尔态被解除简并。这一结果揭示了一种操纵电子自旋自由度的新方法。