通过自旋旋转调谐层状轨道霍尔效应：面向铁磁过渡金属化合物
计算物理
2025-10-16 v2
摘要
轨道电子学利用原子轨道的角动量进行信息传输，提供了一种新策略来克服电子器件的局限性。与电子自旋不同，轨道角动量 (OAM) 受晶体场效应和能带拓扑的强烈影响，使其取向难以通过外部场进行操控。本文利用第一性原理计算方法，探讨了量子异常霍尔绝缘体 (QAHIs) 作为层状轨道霍尔效应 (OHE) 的模型系统。由于能带反转，仅保留一个谷的轨道极化，从而导致 OHE 源于单个谷。基于堆叠对称性分析，我们研究了两种 AA 和 AB 堆叠配置，分别具有镜面和 inversion symmetries。OAM 的激发表现出谷选择性，这由谷极化和轨道极化共同决定。在 AA 堆叠中，缺乏 inversion center 导致固有轨道极化，使得两个层中的 OAM 激发来自不同谷。在 contrast下，AB 堆叠受 inversion symmetry 保护，这迫使谷极化，使得两个层中的 OAM 来自同一谷。此外，自旋极化的方向调节 Berry 曲率的符号，从而决定 OAM 的传输。结果表明，在双层反磁 QAHI 系统中，轨道电流在流向和 OAM 积聚方面显示出明显的层次差异。
关键词
引用
@article{arxiv.2510.11180,
title = {Tuning Layer Orbital Hall Effect via Spin Rotation in Ferromagnetic Transition Metal Dichalcogenides},
author = {Shilei Ji and Jianping Yang and Li Gao and Xing'ao Li},
journal= {arXiv preprint arXiv:2510.11180},
year = {2025}
}