氧化物异质结构中强烈增强的Rashba分裂：BaHfO$_3$上的钽酸盐单层

在过渡金属氧化物表面和界面涌现的二维电子气（2DEG）中，已指出 Rashba 自旋轨道相互作用（由破缺反演对称性和原子自旋轨道耦合导致的动量依赖自旋分裂）可对自旋、轨道和电荷通道中的电子序产生深远影响，并可能助长如铁磁-超导共存与拓扑超导等奇异现象。尽管大的 Rashba 分裂有望改善此类现象的实验可及性，但如何最大化增强该分裂尚不清楚。本文中，我们提出一条利用薄膜异质结构实现显著 Rashba 型能带分裂的可行途径。基于第一性原理方法和解析模型分析，表明 BaHfO$_3$ 上的钽酸盐单层由于反演对称性的最大破缺，在能带极小值和鞍点处承载源自 Ta $t_{2g}$ 态的二维能带，且具有强 Rashba 自旋分裂——可达带宽的近 10%。此种 2DEG 能带结构使该氧化物异质结构成为实现承载马约拉纳费米子的拓扑超导体以及具有强自旋轨道耦合的电子关联物理的一个有前景平台。