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SrTiO3基异质结构中的可调自旋与轨道极化

介观与纳米尺度物理 2020-06-18 v1 材料科学

摘要

我们构建了 LaAlO3/SrTiO3\mathrm{LaAlO_3/SrTiO_3}(LAO/STO)异质结构中 Rashba 自旋轨道耦合(RSOC)的有效哈密顿量。我们推导了 Rashba 参数、有效质量、带边能量和轨道占据等性质作为材料和可调异质结构参数函数的解析表达式。虽然在 Γ\Gamma 点附近线性 RSOC 占主导,但在较高能量的反交叉区域立方 RSOC 变得显著。我们发现线性 RSOC 源于结构反演不对称性(SIA),而立方项由 SIA 和体不对称性共同诱导。此外,SOC 强度对 STO 厚度和界面电场等可调异质结构参数表现出惊人的依赖关系,这归因于 LAO/STO 界面附近的量子限域效应。计算得到的线性和立方 RSOC 值与先前的实验结果一致。

关键词

引用

@article{arxiv.2006.09617,
  title  = {Tunable spin and orbital polarization in SrTiO3-based heterostructures},
  author = {Cong Son Ho and Weilong Kong and Ming Yang and Andrivo Rusydi and Mansoor B. A. Jalil},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2006.09617},
  year   = {2020}
}