揭示二维 Si$_2$Bi$_2$ 中巨大的隐藏 Rashba 效应
材料科学
2020-12-15 v2 介观与纳米尺度物理
摘要
近来已知二维材料中的隐藏 Rashba（R-2）效应会引发一种称为自旋-层锁定（SLL）的新奇物理现象。然而，其 underlying 基本机制尚不清楚，且仅有少数材料表现出微弱的 SLL。在此，通过第一性原理密度泛函理论与模型哈密顿量计算，我们揭示 R-2 SLL 可由子层-子层相互作用与自旋轨道耦合（SOC）之间的竞争决定，这与 Rashba 强度相关。此外，轨道角动量分布是实现强 R-2 SLL 的另一关键点。我们提出一种新颖的二维材料 SiBi 具备强 R-2 SLL 的理想条件，其 Rashba 强度经评估为 2.16 eV{\AA}，据我们所知这是迄今在二维 R-2 材料中观测到的最大值。进而，我们揭示双层结构中的层间相互作用使 R-2 态在空间上相距更远，意味着在自旋电子学中的潜在应用。
引用
@article{arxiv.2007.06742,
title = {Unveiling Giant Hidden Rashba Effects in Two-Dimensional Si$_2$Bi$_2$},
author = {Seungjun Lee and Young-Kyun Kwon},
journal= {arXiv preprint arXiv:2007.06742},
year = {2020}
}
备注
Main manuscript: 18 pages, 4 figures Supplementary Information: 12 pages, 8 figures