二维过渡金属硫族化合物中自旋散射过程的对称性与控制

过渡金属硫族化合物（TMDs）在原子级薄材料中结合了有趣的光学与自旋电子学性质，其中光偏振可用于控制自旋与谷自由度，以开发新型光-自旋电子器件。这些 promising 的性质源于其大自旋轨道耦合与晶体对称性的结合。在此，我们通过群论方法给出简单的对称性论证，以揭示对称性允许的自旋散射机制，并指出如何利用这些概念实现自旋寿命的外场控制。我们对单层（反演不对称）和双层（反演对称）晶体进行了该分析，指出了在这些系统中起作用的不同机制。我们表明，在单层 TMDs 中，电子与空穴的变换方式有本质不同——导致不同的自旋散射过程。我们发现导带中的一个电子态部分受时间反演对称性保护，表明该态具有更长的自旋寿命。在双层和块体 TMDs 中，尽管存在全局反演对称性，每层内仍可存在隐藏自旋极化。我们表明，这一特征使得通过面外电场控制层间自旋翻转散射过程成为可能，为自旋寿命的电学控制提供了一种机制。