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通过扭转角调控石墨烯/NbSe$_2$异质结构中的近邻自旋轨道耦合

介观与纳米尺度物理 2024-05-01 v2

摘要

我们从第一性原理出发,研究了扭转角对石墨烯/NbSe2_2异质结构中近邻自旋轨道耦合(SOC)的影响。通过对几种不同共格扭转超胞的低能狄拉克能带拟合模型哈密顿量,我们详细研究了 SOC 的扭转角依赖性。我们预测,当扭转角从 Θ=0\Theta=0^\circ 变化到 Θ=30\Theta=30^\circ 时,Rashba SOC 的幅值可增至三倍。此外,在扭转角 Θ23\Theta\approx23^\circ 时,面内自旋织构获得较大的径向分量,对应高达 Φ=25\Phi=25^\circ 的 Rashba 角。通过分析狄拉克态的轨道分解以揭示其与哪些 NbSe2_2能带发生最强杂化,我们解释了提取的近邻 SOC 的扭转角依赖性。最后,我们利用 Kubo 公式评估了所研究异质结构中常规和非常规电荷到自旋转换的效率。

关键词

引用

@article{arxiv.2402.07533,
  title  = {Tuning proximity spin-orbit coupling in graphene/NbSe$_2$ heterostructures via twist angle},
  author = {Thomas Naimer and Martin Gmitra and Jaroslav Fabian},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2402.07533},
  year   = {2024}
}