Photo-induced Non-collinear Interlayer RKKY Coupling in Bulk Rashba Semiconductors
本文研究了磁性多层膜中由体 Rashba 半导体 BiTeI 介导的层间交换耦合的光驱动效应,发现光照不仅增强了共线耦合的振荡周期与衰减幂律,还独特地诱导了非共线磁性交换耦合,为通过光属性调控自旋轨道耦合系统的磁性现象提供了新平台。
2024-08-28 cond-mat.mes-hall
Strongly enhanced Berry dipole at topological phase transitions in BiTeI
拓扑结构不同的电子状态之间的转变已经在不同类别的材料中被预测,并在一些材料中被观察到。一个主要的目标是识别可测量的属性,直接暴露的拓扑性质,这样的过渡。在这里,我们专注于巨型Rashba材料碘铋碲(BiTeI),它表现出拓扑和平凡的绝缘体之间的三维压力驱动的相变。我们证明,这种过渡,通过中间Weyl半金属状态的收益,是伴随着一个巨大的增强的Berry曲率偶极子,可以探测在运输和光电实验。从第一性原理计算,我们表明,贝里偶极子-沿该材料的极轴的矢量-具有相反的取向,在平凡和拓扑绝缘相和峰值在绝缘体到外尔临界点,在那里的非线性霍尔电导率可以增加超过两个数量级。
2018-12-17 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
Radial Rashba spin-orbit fields in commensurate twisted transition-metal dichalcogenide bilayers
University of Regensburg(雷根斯堡大学);University of Central Florida(中佛罗里达大学)
研究发现扭曲过渡金属二硫化物双层中径向Rashba自旋轨道场的形成机制及其对称性保护。
2026-01-29 cond-mat.mes-hall
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
Topological phases in gated bilayer graphene: Effects of Rashba spin-orbit coupling and exchange field
系统研究了Rashba自旋轨道耦合、层间电势差和交换场对双层石墨烯拓扑性质的影响。在只有Rashba自旋-轨道耦合和层间电势差的存在下,由于面外反转对称性的破坏而导致的带隙开放提供了通过改变外部栅极电压来实现可调谐拓扑相变的新可能性。在$AB$ -堆叠双层石墨烯中发现了二维$Z_2$拓扑绝缘体相和量子谷Hall相,并得到了它们在Dirac点附近的有效低能哈密顿量.对于$AA$堆叠,我们没有发现任何拓扑绝缘体相存在的大Rashba自旋轨道耦合。当交换场也打开时,双层系统表现出丰富多样的拓扑相,包括量子反常霍尔相,我们得到的相图作为Rashba自旋轨道耦合,层间电势差,和交换场的函数。
2012-11-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Twisted Type-II Rashba Homobilayer: A Platform for Tunable Topological Flat Bands
本文提出利用扭曲II型Rashba同质双层(以BiTeI为例)实现可调拓扑莫尔平带,揭示了随扭转角增大从谷霍尔绝缘体到量子自旋霍尔绝缘体的转变机制。
2024-11-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
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
Rashba coupling and Lifshitz transition in monolayer graphene
我们采取了一个广角的角度来看单层石墨烯(MLG)的问题,自旋简并提升被认为是可能的楔入可调Rashba自旋轨道耦合(RSOC)和子晶格交错电位。接下来,我们考虑AB堆叠的双层石墨烯(BLG)系统(上层的A-碳位于下层的B-碳的顶部上),并假设由沉积在BLG表面上的外部栅极产生垂直电场。该系统表现出三角翘曲的发生,由于(斜)层间跳跃导致众所周知的Lifshitz转变(LT)[Y。莱蒙尼克岛阿莱纳角Toke和V.I. Fal'ko; arXiv:1006.1399]。我们没有观察到复制的功能与BLG-LT在MLG中存在RSOC。
2012-09-03 cond-mat.mes-hall
Electron States Emerging at Magnetic Domain Wall of magnetic semiconductors with strong Rashba effect
本文研究了具有强 Rashba 自旋-轨道耦合的磁性半导体表面畴壁的电子性质,发现任意极化方向的畴壁均能承载束缚态并诱导一维共振态,且预测在掺杂过渡金属原子的 BiTeI 表面可实验观测到手性导电通道。
2024-08-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ultrafast Optical Control of Rashba Interactions in a TMDC Heterostructure
本文通过理论计算与时间分辨克尔旋转测量,揭示了MoSe2/MoS2异质结构中Rashba效应诱导的谷内自旋弛豫机制,并发现其在50 K以上成为主导通道,为超快自旋操控提供了新途径。
2024-06-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
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
Rashba Effect and Raman Spectra of Tl$_2$O/PtS$_2$ Heterostructure
通过Rashba自旋轨道效应实现电荷-自旋转换的可能性为纳米自旋电子学的发展提供了刺激性的机会。本文采用第一性原理计算方法研究了Tl $_2$ O/PtS $_2$异质结构的电子和自旋电子学性质,并通过正声子频率证实了其动力学稳定性.每晶胞约0.38 eV的出乎意料的高结合能描绘了Tl $_2$ O和PtS $_2$之间的强层间相互作用。有趣的是,我们发现了T1 $_2$ O的价带中的Rashba自旋劈裂(具有大的$α_R$值),其来源于PtS $_2$引起的界面自旋轨道效应。利用电子局域化函数和原子轨道投影研究了范德华束缚对轨道重排的影响,详细解释了费米能级附近的电子色散.此外,我们还解释了T1 $_2$ O/PtS $_2$异质结在动量空间中的能带结构排列,而在实空间中的能带结构分离.由于二维Tl $_2$ O仍有待实验证实,我们首次计算了原始Tl $_2$ O和Tl $_2$ O/PtS $_2$ O异质结构的拉曼光谱,并讨论了原子振动模式对应的峰位。这些发现提供了一个有前途的途径,探索自旋物理的潜在自旋电子学应用通过二维异质结构。
2020-12-22 cond-mat.mes-hall
Energy spectrum and Landau levels in bilayer graphene with spin-orbit interaction
我们提出了一个理论研究的能带结构和朗道能级的双层石墨烯在低能量下的存在下的横向磁场和Rashba自旋轨道相互作用的制度可以忽略不计的三角失真。在一个有效的低能量的方法(Löwdin分区理论),我们推导出一个有效的哈密顿双层石墨烯,结合了塞曼效应的影响,Rashba自旋轨道相互作用,并包容性地,内在的自旋轨道相互作用的作用在同一个立足点。特别注意的是花在能谱和朗道水平。我们的模拟揭示了Rashba耦合$λ_R $在电子和空穴带的自旋分裂中的强烈影响。具有弱Rashba自旋-轨道相互作用的石墨烯双层膜显示出与$λ_R $成正比的动量线性自旋分裂,但与层间跳跃能$γ_1$成反比。然而,在强自旋轨道耦合$λ_R $的能谱显示出强烈的扭曲行为附近的狄拉克点。我们发现双层石墨烯中的偏压诱导的间隙随着Rashba耦合的增加而减小,这是一种类似于拓扑绝缘体转变的行为。我们进一步预测,由于Rashba相互作用和外部偏置电压之间的相互作用,一个意想不到的非对称自旋分裂和交叉的朗道能级。我们的研究结果是相关的解释磁输运和红外回旋共振测量,包括相对较弱的自旋轨道耦合的情况。
2012-06-20 cond-mat.mes-hall
Topological Superconductivity in Rashba Spin-Orbital Coupling Suppressed Monolayer \{beta}-Bi2Pd
弱夹层范德华材料β-Bi 2 Pd最近被确定为具有非常规自旋三重态配对和涡旋处的Majorana零模的强拓扑超导体候选者。本文根据我们的有效理论模型,研究了单层β-Bi_2 Pd中至今仍不清楚的拓扑特征和超导配对。我们发现,非Rashba自旋轨道耦合在实现和调整各种新的拓扑性质中起着至关重要的作用。特别地,在单层β-Bi 2 Pd中发现了自旋三重态p波超导配对与Majorana零模.我们的研究加深了对单层β-Bi 2 Pd的拓扑结构和超导电性的理解,表明它是实现低维拓扑超导电性的一个很有前途的平台.
2021-11-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Artificial oxide heterostructures with non-trivial topology
在寻求具有大带隙的拓扑绝缘体的过程中,具有Rashba自旋轨道相互作用的异质结构开始发挥作用。具有重离子的过渡金属氧化物在这方面特别令人感兴趣。我们讨论了堆叠氧化物Rashba层的设计原则。假设两个界面上都有二维电子气(2DEG)的单层作为构建块,当2DEG之间存在负耦合时,存在二维拓扑绝缘相。当堆叠多个构建块时,根据内部和层间耦合强度以及构建块的数量,人工创建二维或三维拓扑绝缘体。我们表明,三维拓扑绝缘体的反射对称性的保护,因此可以被归类为拓扑晶体绝缘体。为了将拓扑态从体态中分离出来,层内耦合项的动量必须是二次的。它描述了这样一个二次耦合可能是如何实现的层内考虑屈曲。因此,屈曲使堆叠Rashba系统的想法非常接近在[111]取向的钙钛矿氧化物中实现屈曲蜂窝晶格的替代方法。
2020-11-16 cond-mat.mes-hall
Microscopic origin of Rashba coupling from first principles: Layer-resolved orbital asymmetry in transition metal dichalcogenides
University of Hamburg(汉堡大学);Max Planck Institute for the Structure and Dynamics of Matter(马克斯·普朗克物质结构与动力学研究所);The Hamburg Centre for Ultrafast Imaging(汉堡超快成像中心)
本研究通过微观模型揭示了过渡金属二硫化物中Rashba耦合的微观起源,发现轨道极化不平衡是决定自旋分裂的关键因素。
2026-02-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Unveiling Giant Hidden Rashba Effects in Two-Dimensional Si$_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
Electrode-tunable nonlocal charge to spin conversion in WSe$_2$-intercalated bilayer graphene
Institute of Informatics, Slovak Academy of Sciences(斯洛伐克科学院信息学研究所);Faculty of Physics, University of Belgrade(贝尔格莱德大学物理学院);Institute of Physics, Pavol Jozef Šafárik University in Košice(科希策帕维尔·约瑟夫·沙法里克大学物理研究所);Institute of Experimental Physics, Slovak Academy of Sciences(斯洛伐克科学院实验物理研究所);New Technologies Research Centre, University of West Bohemia(西波希米亚大学新技术研究中心)
该研究在插层WSe₂的双层石墨烯中发现电极可调的非局域Rashba-Edelstein效应,实现层选择性手性开关,为自旋电子学应用提供了新的物理区域与器件架构。
2026-09-17 cond-mat.mes-hall
Direct band gap and strong Rashba effect in van der Waals heterostructures of InSe and Sb single layers
通过堆叠不同类型的二维材料形成的范德华异质结构由于诸如层间激子等新的物理性质而引起越来越多的关注。最近合成的原子薄硒化铟(InSe)和锑(Sb)分别表现出有趣的电子特性,如高电子迁移率在前者和高空穴迁移率在后者。在这项工作中,我们提出了第一性原理研究的稳定性和电子性质的双层异质结构组成的InSe和Sb单层。计算的电子能带结构揭示了InSe/Sb异质结构的直接带隙半导体性质,与堆叠模式无关。在考虑自旋轨道耦合的情况下,我们发现在导带底部存在一个较大的Rashba自旋劈裂,这是由于异质结中原子的自旋轨道耦合引起的对称性破缺。Rashba自旋分裂的强度可以通过施加面内双轴应变或面外电场来调节。由于InSe/Sb双层异质结构具有较大的Rashba自旋分裂和合适的禁带宽度,使其成为自旋场效应晶体管和光电子器件的理想材料。
2021-12-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Study of edge states and conductivity in spin-orbit coupled bilayer graphene
我们提出了一个精心设计的和系统的研究的曲折双层石墨烯纳米管的电导特性建模的凯恩-梅勒(KM)哈密顿。详细讨论了Rashba和自旋轨道耦合与边缘态、电子能带结构、电荷和自旋输运的相互作用。我们已经解析推导出双层KM nanorigins的边缘状态的条件,并显示这些模式如何衰减的晶格网站内的散装。特别有趣的是,对于有限尺寸的带状物,偶数个Z字形带状物在狄拉克点处具有有限的能隙,而奇数个则没有。这种不对称性在存在和不存在层之间可能存在的偏置电压的情况下都存在。层间Rashba自旋-轨道耦合、层内固有自旋-轨道耦合和层内Rashba自旋-轨道耦合似乎破坏了量子自旋霍尔(QSH)相,其中QSH相通过在零费米能量附近存在电导平台(量级为4 e/h)来识别。平台区对自旋-轨道耦合参数的值很敏感。此外,自旋极化电导数据显示,双层KM带被发现是更有效的自旋电子应用相比,单层石墨烯。最后,通过计算电子的有效质量,进行了实验的快速检验。
2019-05-08 cond-mat.mes-hall
Heterostructures of graphene and hBN: electronic, spin-orbit, and spin relaxation properties from first principles
我们进行了广泛的第一性原理计算的异质结构组成的单层石墨烯和六方氮化硼(hBN)。采用一个基于量子力学的最小紧束缚模型,我们提取了hBN上石墨烯的轨道和自旋轨道耦合(SOC)参数,以及hBN封装的石墨烯。我们的计算表明,这些参数取决于石墨烯在hBN上的特定堆叠构型。我们还对不同的石墨烯/hBN堆叠进行了层间距离研究,以找到相应的最低能量距离。对于非常大的层间距离,可以恢复原始的石墨烯性质,如我们从参数对层间距离的依赖性中发现的。此外,我们发现,轨道和SOC参数,特别是Rashba的,强烈依赖于所施加的横向电场,自旋物理提供了丰富的操场。有了模型参数,我们采用Dyakonov-Perel公式计算石墨烯/hBN异质结构中的自旋弛豫。我们发现自旋寿命在纳秒范围内,与最近的测量。自旋弛豫各向异性,是面外到面内自旋寿命的比率,被发现是巨大的接近电荷中性点,随着掺杂的增加而减少,并且通过外部横向电场高度可调。这与双层石墨烯相反,在双层石墨烯中,外场使自旋弛豫各向异性饱和。
2019-03-28 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
Spin-orbit interaction enabled electronic Raman scattering from charge collective modes
本文揭示了在反演对称性破缺系统中,Rashba型自旋轨道耦合使等离激元与拉曼顶点在零动量转移下产生额外耦合,并在巨型Rashba材料BiTeI中提供了实验验证,为操纵相干电荷激发提供了新方法。
2024-02-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Study of Spin-Orbit Interactions and Interlayer Ferromagnetic Coupling in Co/Pt/Co Trilayers in Wide Range of Heavy Metal Thickness
自旋-轨道转矩是由流过具有强自旋-轨道相互作用的重金属导电层的电荷电流引起的转矩,提供了一种有效的方法来控制重金属/铁磁体纳米结构中的磁化方向,这对于新兴的磁性技术如随机存取存储器,高频纳米振荡器或生物启发的神经形态计算中的应用是必需的。研究了Ti(2)/Co(1)/Pt(0-4)/Co(1)/MgO(2)/Ti(2)多层膜系统的界面性质、磁化动力学、静磁特性和自旋轨道相互作用。在所研究的器件中,Pt被用作自旋电流的源和具有可变厚度的非磁性间隔物,这使得层间铁磁交换耦合的幅度能够被有效地调谐。我们还发现Pt厚度依赖的变化,磁各向异性,磁阻,有效霍尔角,并最终,自旋轨道扭矩场在接口。实验结果支持相关的界面结构相关的模拟,微磁,宏自旋,以及自旋漂移扩散模型。最后,还简要讨论了自旋轨道Edelstein-Rashba界面场的贡献。
2021-06-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Rashba engineering at van der Waals interfaces
Université Grenoble Alpes, CEA, CNRS, IRIG-SPINTEC(格勒诺布尔阿尔卑斯大学);Laboratoire de Physique de l’Ecole normale supérieure, ENS, Université PSL, CNRS, Sorbonne Université, Université de Paris(巴黎高等师范学院物理实验室);PSI Center for Scientific Computing, Theory and Data, Paul Scherrer Institute(保罗谢勒研究所);Laboratoire Albert Fert, CNRS, Thales, Université Paris-Saclay(巴黎萨克雷大学);Université Paris-Saclay, UVSQ, CNRS, GEMaC(巴黎萨克雷大学)
研究了二维过渡金属二硫化物界面的量子现象,通过调控不同单层的堆叠方式,实现了拉什巴自旋分裂的强度和符号控制,利用太赫兹自旋电子发射验证了界面中的拉什巴态。
2026-05-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantitative analysis of vectorial torques in thin 3d Co ferromagnet using orbital-spin conversion
本研究采用二次谐波霍尔技术,定量分析含自然氧化铜层与铂轨道-自旋转换层的钴铁磁体系中轨道与自旋电流的转矩贡献,证实界面轨道电流的产生机制及作用尺度。
2025-01-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Unconventional proximity-induced superconductivity in bilayer systems
研究了一般双层-常规$s$ -波超导体混合结构中的邻近感生超导态。对于双层,我们包括一个一般的抛物线色散,Rashba自旋轨道耦合,有限层隧穿以及施加偏置电位和磁塞曼场的可能性,以解决实验相关的双层系统,从拓扑绝缘体薄膜到通用双量子阱系统。通过提取双层中邻近诱导的反常格林函数,我们展示了一个非常丰富的超导配对结构,包括不同的自旋态和奇频配对。在有限自旋-轨道耦合和反自旋-三重态$p_x\pm ip_y$ -波配对的存在下,诱导在两个层中出现奇数频率依赖性的反自旋-三重态$s$-波配对的外加磁场塞曼场。有限层间配对通常也存在于双层中。层间配对在层索引中可以是偶数或奇数,在频率和层索引中的奇偶性之间具有完全的互易性。我们还发现,一个双层提供的超导序参量的符号反转的可能性,无论是在两个层之间和多个费米面之间。
2015-02-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Layer-Asymmetry-Induced Topological Superconductivity in High-T$_c$ Bilayer Nickelates
Hong Kong University of Science and Technology(香港科技大学);RIKEN Interdisciplinary Theoretical and Mathematical Sciences (iTHEMS)(理化学研究所交叉理论与数学科学中心);Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences(中国科学院物理研究所);CAS Key Laboratory of Theoretical Physics, Institute of Theoretical Physics, Chinese Academy of Sciences(中国科学院理论物理研究所理论物理重点实验室);School of Physics, Beijing Institute of Technology(北京理工大学物理学院)
本研究证明基底支撑的双层镍酸盐薄膜可通过层不对称势和层交错拉什巴耦合实现内在拓扑超导相,由镜面对称保护,具有非零缠绕数和马约拉纳边界模式,为拓扑超导提供新平台。
2026-10-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Dynamical conductivity of gated AA-stacking multilayer graphene with spin-orbital coupling
提出了一种无需对庞大的哈密顿矩阵进行数值对角化和计算繁琐的格林函数的有效方法,以获得具有内禀自旋轨道耦合(SOC)的门控AA堆叠$N$层石墨烯(AANLG)的精确能谱和动态电导率. AANLG的$2N \times 2N$紧束缚哈密顿矩阵、速度算符和格林函数表示通过适当的变换矩阵同时约化为$N$ $2\times 2$对角块矩阵.具有本征SOC的门控AANLG被还原为$N$石墨烯类层。石墨烯类层的能谱是$E= \varepsilon _{\bot}\pm \varepsilon_{||}$。$ \varepsilon _{\bot}$取决于层间相互作用、门控电压和层数。$ \varepsilon_{||}=\sqrt{E_{MG}^2+ Δ^2}$,其中$E_{MG}$是单层石墨烯的能谱,$ Δ$是本征SOC的大小。更重要的是,通过在Kubo公式中插入对角块速度算子和格林函数表示,AANLG的精确动态电导率被示出为$σ= Σ_{j=1} ^N σ_j$,$N$类石墨烯层的动态电导率之和。给出了$σ_j$的解析形式,并清楚地证明了$σ_j$对$\varepsilon_{\bot}$、$Δ$和化学势的依赖性。此外,研究了Rashba SOC对AANLG电子性质的影响,给出了精确的能谱。
2015-02-16 cond-mat.mes-hall
Unconventional Magnetism, Sliding Ferroelectricity, and Magneto-Optical Kerr Effect in Multiferroic Bilayers
Xi’an Jiaotong University(西安交通大学);Southeast University(东南大学);University of L'Aquila(拉奎拉大学);Shanghai University(上海大学);University of Oxford(牛津大学)
本研究通过第一性原理计算和对称性分析,发现多铁性双层中层间滑动可调控电子、磁性和磁光性质,实现维度驱动的交错磁性交叉及铁电态,且自旋极化、铁谷极化和克尔角可被滑动铁电性或奈尔矢量反转,为超低功耗器件提供新途径。
2026-09-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Intrinsic mixed Bloch-Néel character and chirality switch of skyrmions in asymmetric epitaxial trilayer
在铁磁和非磁性材料的交替原子层组成的系统中,手性磁化结构的稳定和操纵方面的最新进展有望在自旋电子学技术中实现创新。系统的低维度促进了自旋轨道驱动的界面效应,如反对称Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用(Dzyaloshinskiii-Moriya interactions)和表面磁各向异性,其相对强度可以被调节以实现具有固定手性的稳定纳米尺寸的磁性物体。虽然在大多数情况下,这是通过工程复杂的多层堆叠,其中层间偶极场变得重要,我们在这里考虑一个简单的外延三层,其中的铁磁体,具有可变的厚度,嵌入在重金属和石墨烯之间。后者增强了系统的垂直磁各向异性,促进了Rashba型自旋,并且可以维持很长的自旋扩散长度。我们使用一个层分辨的微磁模型(LRM)来描述的磁化纹理和他们的手征。我们的结果表明,对于厚度大于3.6 nm的Co,具有逆时钟手征的本征混合布洛赫-内尔特征的skyrmion在整个(单个)Co层中稳定。值得注意的是,对于大于5.4 nm的厚度,skyrmion切换其手性,从逆时针到顺时针。
2019-12-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci