Giant Rashba-type spin splitting through spin-dependent interatomic-hopping
我们采用密度泛函理论计算和紧束缚分析研究了Bi/Ag（111）中观察到的巨大Rashba型自旋分裂（RSS）的机制.我们发现，局域轨道角动量诱导动量和自旋相关的电荷分布，导致自旋相关的跳跃。研究表明，Bi/Ag（111）中自旋相关的原子间跃迁作为一个强有效场，诱导了巨RSS，表明巨RSS是由跃迁驱动的，而不是由均匀电场驱动的.跳跃能量差的有效场为~18 V/cm。RSS的这种新的视角给了我们一个提示，一般的巨型RSS机制，并应提供一种策略，通过控制相邻原子层之间的跳跃能量的自旋依赖性设计新的RSS材料。
2017-09-12 cond-mat.mes-hall
A generic model with unconventional Rashba bands and giant spin galvanic effect
本文提出一个能产生非常规 Rashba 能带的通用模型，其中两个费米圆具有相同自旋手性，并证明在势杂质和磁杂质散射下其自旋电流效应效率显著增强，可产生巨自旋电流效应。
2024-03-07 cond-mat.mes-hall
Fermi level tuning of one-dimensional giant Rashba system on a semiconductor substrate: Bi/GaSb(110)-(2x1)
利用角分辨光电子能谱学（ARPES）和自旋分辨ARPES，在Bi/GaSb（110）-（2 $\times$ 1）表面制备了从半导体到低维金属的自旋极化表面电子态，其费米能级可调. Bi/GaSb（110）的自旋极化表面带呈现准一维特征，在表面布里渊区的$\barΓ$和$\bar{\rm Y}$点处的Rashba参数$α_{\rm R}$分别为4.1和2.6 eV Ω\。表面电子态的费米能级通过在GaSb衬底上的元素选择性Ar离子溅射原位调谐。半导体衬底上具有可切换金属/半导体性质的巨大Rashba型自旋分裂使该系统成为未来研究低维自旋电子学现象的一个有希望的候选者。
2019-12-02 cond-mat.mes-hall
Giant Rashba electrical control of magnetism in band models
实现对足够大小的磁性的电控制具有相当大的技术重要性。为了克服面内形状各向异性，需要垂直磁各向异性（PMA）的电控制。众所周知，在自由电子模型中，Rashba自旋轨道耦合提供了这样的控制。令人惊讶的是，当添加周期性电位时，相同的Rashba PMA增强了两到三个数量级。通常自旋Berry相物理反映了时间相关的磁场。在这里，它示出，在一个时间无关的模型，这样的物理出现，因为Rashba有效的磁场内的单位细胞的纹理。预测的是电可控的带隙结构，在所施加的电场$E$中是线性的，这可以导致真正巨大的线性PMA。也有可能是一种佩尔斯机制，其中磁化从垂直方向倾斜，将这些间隙转移到费米能级。因此，存在低耗散电场驱动的动力学，这是对更耗散的自旋扭矩转移（STT）效应的替代。该理论需要引入一个内在的自旋Berry连接$\vec A_s$，一个有效的矢量势，并且与当前的密度泛函理论（DFT）不兼容。
2022-06-15 cond-mat.mes-hall
Giant enhancement in Rashba spin-Seebeck effect in NiFe/p-Si thin films
自旋-塞贝克效应介导的热电能量转换可以为传统的热电废热回收提供有效的替代方案。为了实现这一目标，使用地球上丰富的材料进行有效的自旋到电荷转换至关重要。邻近感应Rashba效应源于结构反转不对称性介导的电荷电势，这在Si薄膜中已有报道，并且可以通过控制Rashba层的厚度来控制。我们在NiFe/p-Si（多晶）双层薄膜中发现了巨大的Rashba自旋Seebeck效应。双层薄膜样品具有5 nm、25 nm和100 nm的p-Si层厚度，同时保持NiFe层厚度为25 nm。对于100 nm的p-Si，Rashba自旋Seebeck系数估计为0.266 μV/K，对于5 nm的p-Si，Rashba自旋Seebeck系数增加了一个数量级，达到2.11 μV/K。在5 nm p-Si样品中测得的自旋塞贝克系数是迄今为止报道的最大的系数之一。100.3 μV的测量电压是报道的最大自旋-塞贝克电压之一，在任何自旋-塞贝克测量中使用的最小面积为~160 X 10 μm2。这一利用地球丰富元素的科技突破使自旋介导的热电能转换用于废热回收更接近现实。
2018-04-04 cond-mat.mes-hall
In situ tuning of symmetry-breaking induced non-reciprocity in giant-Rashba semiconductor BiTeBr
非互易输运是块体晶体中的一种意外现象，其中从左向右流动的电流不同于从右向左流动的电流。BiTeBr是一种非中心对称的材料，具有巨大的Rashba自旋轨道耦合，当放置在平面磁场中时会出现这种不寻常的效果。它已被证明，这种效果强烈地依赖于载流子密度，然而，在原位调谐尚未被证明。我们开发了一种方法，其中薄的BiTeBr薄片通过离子液体门控通过薄的保护hBN层进行门控调谐。调谐载流子密度允许非互易响应的大于\SI{400}{\percent}的变化。我们的研究是关于几个原子层薄的范德华保护层如何允许化学敏感的外来纳米晶体的离子门控的里程碑。
2020-08-17 cond-mat.mes-hall
Enhancement of Giant Rashba Splitting in BiTeI under Asymmetric Interlayer Interaction
我们利用密度泛函理论计算了通过改变层间相互作用来增强BiTeI的Rashba自旋分裂（RSS）。结果表明，随着Te层靠近相邻的Bi层或I层远离Bi层，RSS增加。我们的结果表明，RSS可以敏感地增加通过引入一个空位的Te位，使有效的Bi-Te距离缩短。研究还发现，当RSS沿晶体动量方向发展时，两个自旋劈裂带的Te p轨道特征的差异增大，这支持了自旋劈裂带中的非对称层间相互作用.我们的工作表明，层间相互作用的修改是一个有效的方法在BiTeI和其他层状材料的RSS建模。
2020-03-04 cond-mat.mes-hall
Magnetocapacitance oscillations dominated by giant Rashba spin orbit interaction in InAs/GaSb quantum wells separated by AlSb barrier
本研究在由20 nm AlSb势垒隔开的InAs/GaSb量子阱中观测到磁电容振荡，通过独立欧姆接触和直流偏压调节载流子密度，证实了两种不等密度二维载流子系统的共存，并揭示了巨大Rashba自旋轨道相互作用的影响。
2024-04-25 cond-mat.mes-hall
Large interfacial Rashba interaction and giant spin-orbit torques in atomically thin metallic heterostructures
自旋-轨道相互作用将电荷流转化为自旋流的能力，通常在重金属薄膜的本体中，在过去十年中一直是自旋电子学的标志。在这项研究中，我们展示了轻金属元素界面的插入如何深刻地影响自旋轨道扭矩的性质和它的效率方面的阻尼类（$H_{\text{DL}}$）和类场（$H_{\text{FL}}$）的有效字段在100 Co铁磁体。实际上，当在Pt |Co| Al中插入1.4 nm薄Al层时，我们测量到出乎意料的大的$H_{\text{FL}}$ / $H_{\text{DL}}$比（$\sim$ 2.5| Pt与包括Cu而不是Al的类似堆叠相比。从我们的模型中，这些结果强烈地证明了Co处存在大的Rashba相互作用|Al界面产生巨大的$H_{\text{FL}}$，这是金属界面所不期望的。通过证明电流诱导的磁化反转显示开关的临界电流显著降低，进一步验证了从界面起源的这种增强的扭矩的发生。
2022-06-24 cond-mat.mes-hall
Giant Inverse Rashba-Edelstein Effect: Application to Monolayer OsBi$_2$
我们认为，两组Rashba带的杂化可以导致一种非常规的拓扑结构，即来自不同带的两个费米圈具有相同手征的面内螺旋自旋织构，并且具有相同方向的群速度.在弱自旋注入条件下，两个费米圈都对自旋-电荷转换产生正贡献，从而产生巨大的逆Rashba-Edelstein效应，具有很高的转换效率，这与传统的Rashba-Edelstein效应有很大不同.更重要的是，通过第一性原理计算，我们预测单层OsBi 2可能是实现巨大的逆Rashba-Edelstein效应的良好候选者。我们的研究不仅为实现自旋电子学中高效的自旋-电荷转换提供了一种新的机制，而且为实现这一目标提供了一种有前途的材料。
2021-04-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electrically Controlled Spin Injection from Giant Rashba Spin-Orbit Conductor BiTeBr
铁磁材料是自旋电子器件中广泛使用的自旋极化电子源，自旋极化电子源可以通过外加磁场或自旋转移矩的方法来控制。然而，随着对更小和更快的自旋电子元件的需求增加，利用自旋轨道现象提供了有前途的替代方案。具有独特自旋织构的新材料是非常期望的，因为期望自旋极化的全电产生和控制，其中极化的强度以及任意取向可以在不使用磁场的情况下被限定。在这项工作中，我们使用一种新的自旋轨道晶体BiTeBr用于此目的。由于其巨大的Rashba自旋分裂，体自旋极化在室温下由电流产生。将BiTeBr晶体集成到石墨烯自旋阀器件中，我们首次证明了它可以作为电流控制的自旋注入器，为未来自旋电子学在集成电路中的应用开辟了新的途径。
2020-08-31 cond-mat.mes-hall
Giant Rashba spin splitting in strained KTaO3 ultrathin films for circular photogalvanic currents
本文通过第一性原理计算发现，对KTaO3超薄膜施加双轴压应变（接近-5%）可实现高达140 meV的巨Rashba自旋劈裂，并在覆盖层或衬底存在时保持，可用于产生自旋极化环光电流，推动自旋电子学与光电子学应用。
2020-01-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantum Anomalous Hall Effect and Giant Rashba Spin-Orbit Splitting in Compensated n-p--Codoped Graphene
量子反常霍尔效应（QAHE）是凝聚态物理中一种基本的量子输运现象。到目前为止，唯一的实验实现的QAHE已被观察到的Cr/V掺杂的（Bi，Sb）$_2$ Te $_3$，但在极低的观测温度，从而限制了其潜在的应用在无耗散量子电子学。采用第一性原理计算方法，研究了5个\textit{d}过渡金属和硼（B）原子的补偿\textit{n} - \textit{p}共掺杂石墨烯的电子结构.我们的调查结果如下。1)\textit{n} -和\textit{p} -型掺杂剂之间的静电吸引有效地增强了金属吸附原子的吸附并抑制了它们不期望的聚集。2)Hf-B和Os-B共掺杂的石墨烯系统可以建立长程铁磁有序和开放的非平凡的带隙，因为自旋轨道耦合与非零的Berry曲率托管QAHE。3)计算得到的Re-B和Pt-B共掺杂石墨烯体系的Rashba分裂能分别可达158和85~meV，比已报道的本征自旋轨道耦合强度高出几个数量级。
2018-05-06 cond-mat.mes-hall
Landau Level Spectroscopy of Dirac Electrons in a Polar Semiconductor with Giant Rashba Spin Splitting
在平行于极轴的外加磁场（$B$）中，研究了具有大Rashba自旋分裂的BiTeI分子的光激发.朗道能级之间的跃迁序列，其能量与$\sqrt{B}$成比例，被观察到，是无质量狄拉克电子的特征。大的分离能量之间的LL使得它有可能检测到最强的回旋共振，即使在室温下，在中等领域。与二维狄拉克系统不同，直接观察到磁场诱导的电导率谱重排。
2013-10-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Hierarchical spin-orbital polarisation of a giant Rashba system
Rashba效应是固体中自旋-轨道耦合最显著的表现之一，并为新兴的半导体自旋电子学领域提供了基石。它通常被认为是表现为一个动量依赖分裂的一个单一的初始自旋简并带成两个分支与相反的自旋极化。在这里，结合偏振相关和共振角分辨光电发射测量与密度泛函理论计算，我们表明，两个“自旋分裂”分支的模型巨人Rashba系统BiTeI另外开发不同的轨道纹理，其中每一个都耦合到一个不同的自旋配置。这需要重新解释Rashba类系统中的自旋分裂，并为通过轨道扇区控制自旋极化开辟了新的可能性。
2015-07-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Theory of electron transport and magnetization dynamics in metallic ferromagnets
从有效自旋电磁场与传导电子自旋耦合的角度讨论了铁磁金属中的磁电效应。绝热极限下的有效场是自旋Berry相，它导致自旋动力（磁化动力学产生的电压）和自旋手征引起的拓扑霍尔效应。其规范耦合到自旋电流描述了自旋转移效应，其中磁化结构由所施加的自旋电流驱动。有效规范场的概念可以推广到自旋弛豫和Rashba自旋轨道相互作用。由结中的逆Edelstein效应产生的电压被解释为由于Rashba诱导的自旋规范场的电分量。由Rashba相互作用产生的自旋规范场与旋轮矩一致，并由于多普勒频移而导致光的非对称传播（方向二向色性）。没有磁化的Rashba导体被证明是表现出负折射的自然超材料。
2016-12-29 cond-mat.mes-hall
Giant anisotropy of Gilbert damping in a Rashba honeycomb antiferromagnet
巨吉尔伯特阻尼各向异性被确定为一个签名的强Rashba自旋轨道耦合在一个蜂窝晶格上的二维反铁磁体。这种现象起源于自旋轨道诱导分裂的传导电子子带，强烈抑制某些自旋翻转过程。因此，自旋轨道相互作用被证明支持一个无阻尼的非平衡动力学模式，对应于一个超快的面内Néel矢量旋进和恒定的非平面磁化。这种现象的基础上说明的二维$s$ - $d$样模型。自旋轨道扭矩和电导率也计算微观这个模型。与吉尔伯特阻尼这些量显示，揭示只有一个弱的各向异性，这是有限的半导体制度对应的费米能量留在附近的反铁磁间隙。
2019-11-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Harnessing the giant out-of-plane Rashba effect and the nanoscale persistent spin helix via ferroelectricity in SnTe thin films
非中心对称块状晶体内部的非零电场转变为动量相关的磁场，即自旋轨道场（SOF）。SOFs在自旋电子学中有很大的用途，因为它们能够通过电场进行自旋操纵。然而，与此同时，自旋电子学的应用受到SOF的严重限制，因为穿过SOF的电子很容易失去它们的自旋信息。在这里，我们建议，在（001）取向的SnTe薄膜的面内铁电性利用Janus面SOF在一个可调和的方式，使电自旋可控性和抑制自旋退相。面内铁电性产生单向的面外Rashba SOF，其可以具有长寿命的螺旋自旋模式，称为持久自旋螺旋（PSH）。通过反转不对称性和SOF之间的直接耦合，铁电开关反转面外Rashba SOF，从而产生最大场可调谐PSH。此外，在SnTe薄膜中看到的巨大的面外Rashba SOF与纳米尺寸的PSH相关，潜在地将自旋电子器件尺寸减小到纳米级。我们结合两个铁电耦合的自由度，纵向电荷和横向PSH，设计交叉电自旋电子晶体管的非易失性铁电开关在纳米尺度的横向和原子厚度的垂直尺寸。
2018-01-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Giant Bulk-Rashba Splitting in Polar Topological Insulator BiSbTeSe$_2$
Jawaharlal Nehru Centre for Advanced Scientific Research（贾瓦哈拉尔·尼赫鲁高级科学研究中心）
该研究发现极性拓扑绝缘体BiSbTeSe₂因失去反演中心产生巨量体Rashba劈裂，其Rashba系数接近GaAs，可用于研究体Rashba与拓扑表面态的自旋电荷输运贡献。
2026-07-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Unveiling Giant Hidden Rashba Effects in Two-Dimensional Si$_2$Bi$_2$
最近，人们已经知道，在二维材料中隐藏的Rashba（R-2）效应引起了一种新的物理现象，称为自旋层锁定（SLL）。然而，不仅其潜在的基本机制尚不清楚，而且只有少数材料表现出弱的SLL。通过第一性原理密度泛函理论和模型哈密顿量计算，我们发现R-2的SLL是由子层-子层相互作用和自旋轨道耦合（SOC）之间的竞争决定的，SOC与Rashba强度有关.此外，轨道角动量分布是实现强R-2超光速的另一个关键。我们提出一种新的二维材料Si $_2$ Bi $_2$具有强R-2 SLL的理想条件，其Rashba强度被评估为2.16 eV，这是迄今为止在二维R-2材料中观察到的最大值。此外，我们揭示了双层结构中的层间相互作用确保了R-2态在空间上相距更远，这意味着在自旋电子学中的潜在应用。
2020-11-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Rashba splitting of 100 meV in Au-intercalated graphene on SiC
Au的嵌入可以在石墨烯中产生巨大的Rashba型自旋轨道分裂，但这尚未在半导体衬底上实现。对于石墨烯/SiC（0001），Au嵌入产生具有不同掺杂的两相。在这里，我们报告了Au嵌入后几乎纯的p型石墨烯相的制备。我们观察到一个100 meV的拉什巴型自旋轨道分裂在0.9 eV的结合能。我们表明，这种巨大的分裂是由于杂化和更有限的能量和动量空间比Au插层石墨烯镍。
2015-10-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Manipulating Giant Rashba Valley Splitting and Quantum Hall States in Few-Layer Black Arsenic by Electrostatic Gating
在非中心对称的二维电子系统中，当自旋轨道耦合（SOC）与库仑相互作用、能带拓扑和外部调制力等动力学相互作用时，可能会出现激发现象。表现为巨大的Rashba谷分裂和奇异的量子霍尔态（QHS）可逆控制的静电门控。这一不寻常的发现源于BAs的褶皱正方形晶格，其中重$4p$轨道形成具有$p_{z}$对称性的高度不对称的$Γ$谷和$p_{x}$起源的$D$谷，分别位于布里渊区（BZ）中心和$X$的时间反演不变动量附近。当结构反转对称性被垂直电场破坏时，巨大的Rashba SOC被激活为$p_{x}$带，以产生与时间反转对称性相关的强自旋极化$D^{+}$和$D^{-}$谷，与受$p_{z}$对称性约束的弱$Γ$ Rashba带共存。有趣的是，强斯塔克效应显示出对$D$相同的$p_{x}$ -轨道选择性，共同移动$D^{\pm}$谷的价带最大值以超过$Γ$袋。SOC和斯塔克之间的这种协调效应使我们能够实现二维空穴气的门可调自旋谷操纵，正如QHS中非常规磁场触发的偶奇跃迁所揭示的那样。对于电子掺杂，量子化的$Γ$ Rashba频带的特征在于由特殊的密度依赖的带拓扑结构的过渡从两个抛物线谷到一个独特的内外螺旋结构时，载流子浓度增加。
2020-10-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Orbital Hybridization Induces Giant Cubic Rashba Effect at Cu/WO$_{3}$ Interface
Indian Institute of Technology Kharagpur（印度理工学院卡拉格普尔分校）
该研究以 Cu(001)/WO₃(001)为模型，通过第一性原理计算，发现 Cu 与 WO₃ 界面因轨道杂化产生强大 Rashba 自旋分裂，立方 Rashba 贡献随 Cu 厚度变化，可提取巨大本征参数，多种界面结构中效应仍存，确定此界面为探索 Rashba 物理的新平台。
2026-07-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Rashba-induced spin electromagnetic fields in a strong sd coupling regime
基于Keldysh Green函数方法，研究了铁磁金属中Rashba自旋轨道相互作用（Rashba诱导自旋Berry相）驱动的自旋电磁场.考虑到没有自旋弛豫的强sd耦合极限（绝热极限），通过计算输运性质确定了自旋电场和磁场。自旋电磁场可以用拉什巴诱导的有效矢势来表示，因此它们满足麦克斯韦方程。与传统的自旋Berry相相反，Rashba诱导的相位在磁化曲线的梯度中是线性的，因此即使对于缓慢变化的结构也可以非常大。研究表明，在存在磁化结构的磁性薄膜中，Rashba诱导的自旋Berry相对自旋施加了洛伦兹力，导致了巨自旋霍尔效应. Rashba诱导的自旋磁场将有助于区分拓扑等效的磁结构。
2013-08-01 cond-mat.mes-hall
Numerical study of the giant nonlocal resistance in spin-orbital coupled graphene
最近的实验在H型石墨烯样品中发现了由于自旋/谷霍尔效应引起的巨非局域电阻$R_{NL}$信号。有趣的是，当费米能级偏离狄拉克点时，$R_{NL}$比局域电阻$R_L$更快地下降到零，并且不满足众所周知的$R_{NL}\propto R_L^3$关系。在这项工作中，基于非平衡格林函数方法，我们解释了这种输运现象的H型石墨烯与Rashba自旋轨道耦合。当费米能接近狄拉克点时，非局域电阻相当大，并且比局域电阻尖锐得多。此外，与$R_L$相比，进一步研究了Rashba效应与$R_{NL}$快衰减之间的关系。我们发现，Rashba效应不仅有助于快速衰减，但也对$R_{NL}$本身的峰值。实际上，正是狄拉克点附近极小的态密度导致了$R_{NL}$的大峰值，而快衰减则是准弹道机制的结果。最后，我们修正了经典的计算公式$R_{NL}\propto R_L^3$，将$R_{NL}$替换为仅代表自旋霍尔效应引起的非局域电阻的$R_{Hall}$，证明了该关系式的正确性.
2016-06-14 cond-mat.mes-hall
Limits of Validity of Rashba Model in BiTeI: A High-field Magneto-optical Study
最近的研究表明，BiTeI，一种具有极性晶体结构的半导体，具有巨大的电子自旋分裂，这已被解释为Rashba型自旋轨道耦合。在这里，我们使用高场磁光光谱来量化的导带轮廓的偏差，从这个吸引人的，但在同一时间，强烈简化的模型。我们发现，光学响应-包括一系列的朗道能级间的激发-可以描述的Rashba模型，只有在低磁场。相比之下，高场响应似乎更符合一个简单的图片无质量的电子在一个圆锥带。这表明，在导带底部以上的能量处，更倾向于线性而不是抛物线。
2019-07-15 cond-mat.mes-hall
Surface Circular Photogalvanic Effect in Tl-Pb Monolayer Alloys on Si(111) with Giant Rashba Splitting
本文发现 Si(111) 上具有巨 Rashba 效应的 Tl-Pb 单层合金可通过圆偏振光生电流效应产生非互易自旋极化光电流，其强度可与更厚的自旋劈裂薄膜相比，证明单原子层材料也能实现光学自旋操控。
2023-08-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Giant interfacial spin-Hall angle from Rashba-Edelstein effect revealed by the spin-Hall Hanle processes
该研究利用自旋霍尔Hanle效应表征Pt/铁电界面，证明Rashba-Edelstein效应可使界面自旋霍尔角达到约0.3，显著增强自旋-电荷转换。
2023-09-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Giant and anisotropic enhancement of spin-charge conversion in double Rashba interface graphene-based quantum system
本研究发现在铁和铂层间引入二维外延石墨烯单层，可使自旋-电荷电流转换显著提升三十四倍且具各向异性，该增强源于不对称Rashba贡献，为二维材料自旋转换工程及存储逻辑应用开辟了新可能。
2024-06-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Unidirectional Rashba Spin Splitting in Single Layer WS$_{2(1-x)}$Se$_{2x}$ alloy
二维层状半导体材料，如过渡金属二硫属化物（TMD），由于其可调的带隙、有趣的自旋谷物理、压电效应和潜在的器件应用，引起了人们的广泛关注。本文研究了单层WS $_{1.4}$ Se $_{0.6}$合金的电子性质。该合金的电子结构，探讨使用角分辨光电子能谱，显示出明确的价带结构的各向异性，其特征在于两个抛物面在一个方向上的k-空间由一个恒定的面内矢量移动。这种带分裂是一个单向的Rashba自旋分裂与相关的巨Rashba参数为2.8 - 0.7 eV的签名。角分辨光电子能谱与压电力显微镜的结合突出了这种巨大的单向Rashba自旋分裂和合金中存在的面内极化之间的联系。WS $_{1.4}$ Se $_{0.6}$合金的这些独特的各向异性性质可以与由于S和Se原子之间的不同尺寸和电负性在生长过程中诱导的局部原子有序性有关。这种扭曲的晶体结构结合所观察到的宏观拉伸应变，证明了由光致发光，显示电偶极子与一个强大的面内组件，如所示的压电显微镜。在这种二维材料中，半导体性质、面内自发极化和巨大的面外Rashba自旋分裂之间的相互作用在下一代电子学、压电电子学和自旋电子学器件中具有广泛的应用潜力。
2022-12-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spintronic Quantum Phase Transition in a $Graphene/Pb_{0.24}Sn_{0.76}Te$ Heterostructure with Giant Rashba Spin-Orbit Coupling
本文通过非局域自旋阀测量与 DFT 计算，揭示石墨烯/Pb0.24Sn0.76Te 异质结构中巨型 Rashba 效应导致的自旋-动量锁定及约 40 K 的 Lifshitz 相变。
2023-07-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Rashba interaction and local magnetic moments in a graphene-Boron Nitride heterostructure by intercalation with Au
我们插入一个范德华异质结构的石墨烯和六方氮化硼与金，通过封装，并表明，在界面处的金是二维的。电流退火后的电荷转移表明Au的重新分布，并诱导石墨烯能带结构的分裂。在平面内的磁场的效果证实，分裂是由于自旋分裂和自旋极化是在平面内，Rashba相互作用的特征与幅度约25 meV。与本征界面电场的存在相一致，我们表明，分裂可以通过在双栅样品中施加位移场来增强。在磁场< 1 T时，观察到高达75%的巨负磁电阻和场致反常霍尔效应。这些表明，杂化金具有磁矩，并表明接近形成集体磁相。这些影响在接近室温时仍然存在。
2016-07-23 cond-mat.mes-hall
Dynamic negative capacitance regime in GeTe Rashba ferroelectric
实验研究了Si/SiO_2衬底上厚GeTe铁电单晶片的电容响应，其中p掺杂Si层作为栅电极。我们确认电阻测量，三维薄片，电子浓度是不敏感的栅极电场由于散装载体的筛选。出乎意料的是，我们观察到样品电容C对于两个栅极场极性都强烈减小，因此C（Vg）在零栅极电压附近是最大值。此外，我们观察到发达的滞后与栅极电压扫描方向的实验C（Vg）曲线。从我们的分析中，电容行为的解释是由已知的依赖性的巨大的Rashba分裂的电场的GeTe的Rashba参数。在这种情况下，电容的滞后应归因于GeTe表面层中的极化演化，这也允许实现动态负电容的机制。后者可以在随时间变化的电阻测量中直接观察到，作为阶跃状电流脉冲的电压响应的非单调演化。因此，负电容机制确实可以提高性能，并因此提高电子设备的能量效率。
2022-09-15 cond-mat.mes-hall
Giant spin orbit interaction due to rotating magnetic fields in graphene nanoribbons
我们在理论上研究石墨烯纳米带在空间变化的磁场的存在下产生的，例如由纳米磁体。我们的分析和数值计算表明，一个非常大的Rashba自旋轨道相互作用（SOI）的顺序为10 meV的非均匀磁场可以产生。因此，螺旋模式存在于扶手椅型纳米带中，其表现出近乎完美的自旋极化，并且对边界缺陷具有鲁棒性。这为在几个开尔文的温度范围内在石墨烯纳米带中实现自旋过滤器器件铺平了道路。如果一个螺旋状的纳米粒子与一个s波超导体接近接触，那么纳米粒子就可以被调谐到一个维持马约拉纳费米子的拓扑相。
2012-11-12 cond-mat.mes-hall
Giant Valley-Polarized Spin Splittings in Magnetized Janus Pt Dichalcogenides
我们揭示了巨大的邻近感生磁性和谷极化效应的Janus Pt dichalcogenides（如SPtSe），当绑定到氧化铕（EuO）衬底。使用第一性原理模拟，令人惊讶地发现，电荷重新分布，由于接近EuO，导致形成两个K和K $^{'}$谷的导带。这些山谷中的每一个都显示出自己的自旋极化和特定的自旋纹理所决定的破碎反转和时间反转对称性，以及谷交换和Rashba分裂高达数百meV。这为探索低维半导体中的新型自旋谷物理提供了一个平台，潜在的自旋输运机制，如自旋轨道扭矩，对无序和温度效应更具弹性。
2022-01-11 cond-mat.mes-hall
Twist- and gate-tunable proximity spin-orbit coupling, spin relaxation anisotropy, and charge-to-spin conversion in heterostructures of graphene and transition-metal dichalcogenides
本研究基于DFT方法揭示了石墨烯/TMDC异质结构中邻近自旋轨道耦合的扭曲角与栅极可调性，并计算出高达10^4的自旋寿命各向异性及扭曲可调的电荷-自旋转换效率。
2023-10-27 cond-mat.mes-hall
Reversible magnetic switching of high-spin molecules on a giant Rashba surface
通过传导电子对自旋的量子力学屏蔽敏感地依赖于磁性杂质所看到的环境。用金属络合物可以获得高度的响应性，因为将金属离子嵌入有机分子中防止了嵌入或合金化，并允许通过适当选择配体进行良好的控制。因此，有希望达到“按需”控制的自旋状态的单分子吸附在基板上。其中一条途径是依赖于具有内在双稳性的“可转换”分子，这些分子由外部刺激（如温度或光）触发，或者依赖于化学品的受控剂量以形成可逆键。然而，这些方法将功能性限制于可切换分子或取决于对原子或分子的访问。在这里，我们提出了一种方法来诱导双稳态也在平面分子利用环境。我们发现，由Rashba系统BiAg $_2$的反相边界提供的特定“栖息地”稳定了锰酞菁分子的第二结构，其中中心Mn离子移出分子平面。这对应于大磁矩的形成和相对于常规吸附位点的基态的伴随变化。这里发现的可逆自旋开关表明，我们不仅可以通过基底重新排列电子能级或提升轨道简并，甚至可以通过作用于周围环境来改变单分子中多体相互作用的影响。
2018-11-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Giant Spin-Orbit-Induced Spin Splitting in Bi Chains on GaAs(110)
寻找具有巨Rashba型自旋分裂的一维电子系统对于自旋输运的应用具有重要意义。在这里，我们报告，基于第一性原理密度泛函理论计算，形成在异质GaAs（110）表面上的Bi锯齿形链具有巨大的表面态自旋分裂。这种巨大的自旋分裂被揭示源于自旋轨道耦合（SOC）和电偶极相互作用，它们被以下因素显著增强：（i）由于强SOC诱导的Bi px，py，和pz轨道和（ii）大的平面外和平面内，平面电势梯度由两个几何和电子不等效的Bi原子与Ga和As原子键合产生。结果表明，Bi/GaAs（110）界面系统的面内和面外不对称性在产生具有面内和面外自旋分量的巨自旋劈裂中具有重要意义.
2015-08-10 cond-mat.mes-hall
Giant Spin Relaxation Anisotropy in Zinc-Blende Heterostructures
自旋弛豫面内各向异性的预测的异质结构的基础上的锌-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x-x它表明，它表现得特别明亮，如果两个自旋弛豫机制（D'yakonov-Perel '和Rashba）的效率相当。结果表明，对于沿[0 0 1]方向生长的量子阱，自旋弛豫速率张量的主轴为[1 1 0]和[1 - 1 0].
2001-07-30 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Giant asymmetric proximity-induced spin-orbit coupling in twisted graphene/SnTe heterostructure
本文分析了石墨烯与铁电SnTe构成的三度扭曲异质结，发现通过近邻效应可实现大于20 meV的巨大非对称自旋劈裂，铁电诱导的Rashba耦合占主导，证明IV族单硫族化合物是诱导强自旋轨道耦合的可行替代方案。
2024-06-28 cond-mat.mes-hall
Exfoliation of single layer BiTeI flakes
当重元素嵌入到反转非对称晶场中时，自旋轨道相互作用可以得到强烈的增强。在二维晶体中实现这一概念的简单结构包含三个原子层，中间一个由产生强原子自旋轨道相互作用的重元素和两个具有不同电子负性的相邻原子层构成。BiTeI是这种二维晶体的有希望的候选者，因为它在Te和I层之间包含重Bi层。最近，由于其巨大的Rashba相互作用，BiTeI的块体形式引起了相当大的关注，然而，这种晶体的2D形式尚未创建。在这项工作中，我们报告的第一个剥离单层BiTeI剥离使用最近开发的剥离技术剥离金。我们结合扫描探针的研究和第一性原理计算表明，SL BiTeI薄片的大小为100 $μ$ m的实现是稳定的，在环境条件下。这个二维晶体的新成员的巨大的Rashba分裂和自旋动量锁定开辟了通往新的自旋电子应用和合成拓扑异质结构的道路。
2017-09-27 cond-mat.mes-hall
Light-induced giant enhancement of nonreciprocal transport at KTaO3-based interfaces
本研究在CaZrO3/KTaO3(111)超导界面观测到光诱导的非互易输运巨增强，系数提升三个数量级，揭示了紫外光生高迁移率载流子诱导强Rashba自旋轨道耦合的机制，为光整流与自旋轨道器件研发提供了新路径。
2024-03-07 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Spin Manipulation by Giant Valley-Zeeman Spin-Orbit Field in Atom-Thick WSe2
自旋-轨道耦合（SOC）现象的起源为自旋操纵和器件应用提供了能量有效的策略。破缺的反转对称界面和所产生的电场诱导Rashba型自旋轨道场（SOF），其已被证明产生用于数据存储应用的自旋轨道力矩。在这项研究中，我们发现，自旋翻转可以实现在室温下单层WSe 2的valley-Zeeman SOF，这表现为在垂直自旋阀的负磁阻。基于WSe 2的K谷附近的有效模型的量子传输计算证实了在巨SOF下载流子的旋进自旋输运，估计为650 T。特别是，valley-Zeeman自组织场诱导自旋动力学随WSe 2的层数、堆积相和栅电压的变化而变化，这为自旋调控提供了一种新的策略，有利于超低功耗自旋电子器件的发展.
2022-05-05 cond-mat.mes-hall
Gate-tunable Josephson diode effect in Rashba spin-orbit coupled quantum dot junctions
本文理论研究了磁场与Rashba自旋轨道耦合作用下超导量子点结中的约瑟夫森二极管效应，发现栅极电压可将整流系数调至70%，为超导器件设计提供新思路。
2024-05-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Giant orbital Hall effect from cubic Dresselhaus orbital coupling
Institut Teknologi Bandung（万隆理工学院）；Asia Pacific Center for Theoretical Physics（亚太理论物理中心）；Pohang University of Science and Technology（浦项科技大学）
该研究提出立方Dresselhaus轨道耦合可使轨道霍尔电导率提升一个数量级以上，其发散系数为线性耦合的17倍，为巨轨道霍尔响应及轨道电子器件应用提供新途径。
2026-08-21 cond-mat.mes-hall
Cooperative orbital moments and edge magnetoresistance in monolayer WTe$_2$
我们认为，在单层WTe $_2$的边缘电子可以拥有一个“合作”的轨道矩（COM），严重影响其边缘磁阻行为。由于Rashba和Ising自旋轨道耦合的协同作用，COM即使在相对较小的自旋轨道耦合强度下也能迅速达到大的量级（玻尔磁子的数量级）。正如我们所解释的，这种大的COM幅度产生于一个非常规的合作自旋倾斜的边缘自旋时，Rashba和伊辛自旋轨道耦合作用在一起。引人注目的是，COM可以与自旋矩竞争，产生一个不寻常的各向异性边缘磁阻取向的斜角。特别地，这种竞争产生了一个方向，沿着该方向$\mathbf{B}$在使边缘频谱间隔开方面是无效的，从而使边缘频谱几乎没有间隔。结果，当$\mathbf{B}$旋转时，间隙尺寸的大对比度显现，从而在10 T和低温下赋予0.1-10百万%的巨各向异性磁阻。
2020-05-18 cond-mat.mes-hall
All-electrical creation and control of giant spin-galvanic effect in 1T-MoTe2/graphene heterostructures at room temperature
通过电场设计新的物质状态并控制其电子和自旋电子学性质的能力是现代信息技术的核心，也是二维材料的范德华（vdW）异质结构的最新进展背后的驱动力。在这里，我们利用邻近诱导的Rashba-Edelstein（REE）效应在VDW异质结构的Weyl半金属候选MoTe 2和CVD石墨烯，在那里出现了前所未有的栅极控制开关的自旋电流效应，由于在室温下的有效的自旋-电荷转换。所测得的自旋电流信号的大小被发现是一个数量级大于其他系统，从而产生一个巨大的稀土元素。自旋电流信号的幅度和符号被示出为强烈调制的栅极电场附近的电荷中性点，这可以理解考虑的Rashba自旋轨道耦合诱导的自旋分裂的自旋织构的传导和价带的异质结构。这些发现打开了利用自旋电子存储器和逻辑技术中的自旋电流效应的门控开关的机会，以及在具有门可调功能的vdW异质结构中实现具有新颖自旋纹理的新物质状态的可能性。
2019-10-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Topological surface state under graphene for two-dimensional spintronics in air
在存在Rashba型自旋-轨道耦合的情况下，半导体异质结构中的电场可以产生允许无耗散信息传输的自旋电流。最大的Rashba效应发生在金属的电子表面态，但这些不能存在，但在真空条件下。在这里，我们揭示了Ir（111）表面态的巨大Rashba效应（α R ~ 1.5E-10 eVm）。我们证明，它的自旋分裂和自旋极化保持不受影响时，铱覆盖石墨烯。石墨烯保护又足以使自旋分裂表面状态在环境大气中存活。我们讨论了这一结果与证据的拓扑保护的表面状态。
2011-04-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin-dependent electron-electron interaction in Rashba materials
本文综述了Rashba材料中的自旋轨道对相互作用（PSOI）效应。PSOI是取决于电子的自旋和动量的电子-电子相互作用分量。它是由相互作用的电子的库仑场产生的，它已经存在于真空中，但在具有巨大Rashba效应的材料中变得更大。PSOI的主要非平凡特征是，它对与其动量相关的某些自旋配置中的电子具有吸引力，并与电子的库仑排斥力竞争。在现代低维结构中可达到的某些条件下，PSOI占优势。电子之间产生的吸引力导致束缚电子对的形成，其结合能可以通过电学手段来控制。在多电子系统中，PSOI导致均匀基态相对于密度波动的不稳定性，密度波动在不同的空间尺度上发展，这取决于产生PSOI的电场的几何形状。如果PSOI不是太强，则电子系统是稳定的，但其集体激发揭示了非常不寻常的自旋-电荷结构和光谱，这在动态电导率的频率依赖性中表现出来。
2023-02-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Giant field-free transverse Josephson diode effect in altermagnets
University of Hyderabad（海德拉巴大学）
预测在具有Rashba自旋轨道耦合的交变磁体中存在无场横向约瑟夫森二极管效应，二极管效率超过3000%，并在四端结中实现单向横向超电流。
2026-06-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Giant orbital Zeeman effects in a magnetic topological van der Waals interphase
Forschungszentrum Jülich（于利希研究中心）；Jülich Aachen Research Alliance, Fundamentals of Future Information Technology（于利希-亚琛研究联盟，未来信息技术基础）；RWTH Aachen University（亚琛工业大学）；Johannes Gutenberg University（约翰内斯·古腾堡大学）；Korea University（高丽大学）；Martin-Luther-University Halle-Wittenberg（哈雷-维滕贝格马丁路德大学）；Universität zu Köln（科隆大学）
本研究在石墨烯与Fe₃GeTe₂的vdW界面观测到朗德g因子约230的巨塞曼效应，揭示其源于磁性界面相的磁矩倾斜与拓扑轨道动量共同作用，并用扫描隧道谱结合针尖栅压实现了界面性质的调控。
2026-09-29 cond-mat.mes-hall
Collective modes in two- and three-dimensional electron systems with Rashba spin-orbit coupling
除了电荷等离子体激元，具有Rashba型自旋轨道耦合（SOC）的2D电子系统还支持自旋扇区中的三种集体模式：手征自旋模式。我们研究了任意强SOC的广义随机相位近似中电荷和自旋模的色散及其相互耦合，以及二维和三维系统。在2D和3D中，我们发现电荷等离子体激元仅耦合到三个手征自旋模式中的一个。这种耦合示出影响的模式在有限的，但不是在零波数的色散。在3D中，手征自旋模式被粒子-空穴激发强烈阻尼，并且在弱的电子-电子相互作用下消失。朗道阻尼的手征自旋模式在3D中是直接相关的事实，即，在2D相反，有没有自旋分裂子带之间的粒子空穴激发的间隙。无隙连续体也负责3D中电荷等离子体激元的朗道阻尼-SOC系统的一个定性的新特征。我们还讨论了干净的二维和三维系统的光学电导率，并表明SOC引入频谱权重在有限的频率，这样的总和规则是满意的。面内横向手征自旋模在有限数目处表现为色散峰，可以用衍射光栅测量。我们还讨论了可能的实验表现的手性自旋模式在半导体量子阱，如InGaAs/AlGaAs和3D巨型Rashba材料的BiTeI家庭。
2014-09-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Ge as an orbitronic platform: giant in-plane orbital magneto-electric effect in a 2-dimensional hole gas
School of Physics, The University of New South Wales（新南威尔士大学物理学院）
本文研究了Ge中二维空穴气体的巨量平面内轨道磁电效应，发现其OAM密度高达10^12 ħ/cm²，且比Rashba-Edelstein效应大一个数量级，为轨道电子器件的发展提供了新方向。
2026-03-04 cond-mat.mes-hall
First-principles study of spin texture and Fermi lines in Bi(111) multi-layer nanofilm
我们进行了一个完全相对论性的第一性原理密度泛函计算研究铋（Bi）（111）多层纳米膜的表面状态，多达20个Bi双层，并研究了Bi表面上的Rashba效应和自旋织构。在费米线上发现了一个巨大的离面自旋态，离面自旋分量的最大值约为总自旋的40%。我们还评估了Rashba参数$α_R \simeq 1.9 {\rm eV}\cdot$的使用的表面态带，这是埋在体状态，在-0.32 eV以下的费米能量。
2017-06-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
