Emergence of Rashba-/Dresselhaus Effects in Ruddlesden-Popper Halide Perovskites with Octahedral Rotations
Ruddelsden-Popper卤化物钙钛矿是一种具有广泛可调光电性能的多功能准二维能量材料。在这里，我们使用全无机Cs $_{n+1}$ Pb $_n$ X $_{3n+1}$ Ruddelsden-Popper钙钛矿，X=I，Br和Cl系统地模拟八面体倾斜畸变对能量景观，带隙，宏观极化的影响，以及这些材料中Rashba-/Dresselhaus分裂的出现。我们构建了所有独特的$n=1$和$n=2$结构以下从八面体倾斜，并使用第一性原理密度泛函理论计算总能量，极化和能带结构，支持带隙计算使用$GW$的方法。我们的研究结果提供了设计规则，通过对每个八面体倾斜模式的反铁畸变畸变模式的振幅，方向和化学性质的相互作用，定制全无机Ruddelsden-Popper钙钛矿的结构畸变和能带结构特性。我们的工作强调，与3D钙钛矿相反，极性结构可能来自八面体倾斜的组合，并且在这类材料中的Rashba-/Dresselhaus分裂由极性畸变模式的方向和Pb-I轨道贡献决定。
2023-02-03 cond-mat.mtrl-sci
Large electrically and chemically tunable Rashba-Dresselhaus effects in Ferroelectric CsGeX$_3$ (X=Cl, Br, I) perovskites
本研究通过第一性原理模拟发现无铅铁电CsGeX$_3$钙钛矿具有大且可调Rashba-Dresselhaus效应，自旋劈裂最高达171 meV，可通过化学替换和电场调控，为自旋电子学应用提供新候选材料。
2024-07-19 cond-mat.mtrl-sci
Rashba and Dresselhaus effects in doped methylammonium lead halide perovskite MAPbI$_3$
无机-有机卤化铅钙钛矿，特别是甲基铵卤化铅（MAPbI $_3$）钙钛矿，被认为是用于光电子学和自旋电子学的有前途的材料。但铅的毒性及在空气和潮湿环境下的不稳定性限制了其实际应用。因此，必须通过替代适当的替代品来降低铅含量。在这里，我们在立方MAPbI $_3$中取代Sn和Ge，并通过采用最先进的基于第一原理的方法来比较混合钙钛矿的各种性质，即，半局域和混合泛函（HSE 06）的密度泛函理论（DFT）和结合自旋轨道耦合（SOC）的广义梯度近似（PBE）。我们主要研究了Rashba-Dresselhaus（RD）效应，这种效应是由于两种主要的机制破坏了反转对称性，即，静态和动态，以及重元素的存在下，有助于显着的SOC。我们发现不可忽略的自旋分裂效应的导带最低（CBM）和价带最高（VBM）的混合钙钛矿。为了更深入地理解所观察到的自旋分裂，自旋织构进行了分析，并计算Rashba系数。我们发现，Dresselhaus效应开始发挥作用，在取代的杂交除了通常的Rashba效应中观察到的原始化合物。我们还观察到，Rashba自旋分裂的强度可以在单轴应变（$\pm5\%$）的应用上大幅调整。此外，我们注意到，一些杂交种是机械稳定和延展性。因此，这些混合钙钛矿可以证明是有效的钙钛矿为基础的自旋电子应用。
2022-12-06 cond-mat.mtrl-sci
Rashba-Dresselhaus Effect in Inorganic/Organic Lead Iodide Perovskite Interfaces
尽管太阳能电池效率至关重要，但钙钛矿太阳能电池与相邻载流子传输层之间界面处的有趣现象几乎没有被发现。在这里，我们表明，PbI $_2$ /Al封端的碘化铅钙钛矿（APbI $_3$ ; A=Cs $^+$ /甲基铵（MA））与石墨烯或TiO 2的电荷传输介质接口表现出相当大的/强大的Rashba-Dresselhaus（RD）效应使用密度泛函理论和从头算分子动力学（AIMD）模拟高于α相温度。在PbI $_2$封端的石墨烯/CsPbI 3（001）界面处，朝向石墨烯的铁电畸变促进反转破坏场。在MAI封端的TiO $_2$ /MAPbIPDMATHABMN（001）界面处，MAPDMATHABMO通过短强氢键和伴随的PbI $_3$畸变对TiO $_2$的定向排列保持了RD相互作用，甚至在330 K以上。即使在高温下，界面处的鲁棒RD效应也与本体不同，将直接型带改变为间接型带以抑制电子和空穴的复合，从而使这些积累的载流子克服钙钛矿和电荷转移材料之间的势垒，这提高了太阳能电池的效率。
2018-04-17 cond-mat.mtrl-sci
Perovskite oxide heterojunction for Rashba-Dresselhaus assisted antiferromagnetic spintronics
实现基于反铁磁自旋电子学新兴原理的技术的一个主要障碍是缺乏合适的材料。在本文中，我们提出了一种设计的极|钙钛矿氧化物的非极性异质结构，其中SrIrO 3的单个晶胞夹在LaAl O 3的薄膜和SrTiO 3的基底之间。在密度泛函理论+ Hubbard U +自旋轨道耦合的框架下，我们的计算揭示了一个二维导电层，在界面处有电子和空穴口袋，表现出强烈的各向异性Rashba-Dresselhaus效应以及非共线反铁磁性，表明实现自旋轨道矩的可能性。各向异性Rashba-Dresselhaus效应的一个有洞察力的物理模型很好地解释了我们的结果，提供了Rashba-Dresselhaus系数的估计并说明了赝自旋方向。我们还观察到Ti 3d空带的邻近诱导的突出Rashba样效应。我们的结果表明，异质结构可能具有反铁磁自旋电子学的基本成分，值得实验验证。
2020-12-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Anisotropic spin transport in two-terminal mesoscopic rings: the Rashba and Dresselhaus spin-orbit interactions
我们从理论上研究了Rashba自旋轨道相互作用（RSOI）和Dresselhaus自旋轨道相互作用（DSOI）同时存在的两端介观环中的自旋输运。我们发现RSOI和DSOI之间的相互作用打破了介观环原有的圆柱对称性，从而导致各向异性的自旋输运，即，电导对输入和输出引线的位置敏感。各向异性自旋输运可以生存，即使在一个现实的系统中的杂质弹性散射所造成的无序的存在。
2008-03-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Multiple-$Q$ magnetic orders in Rashba-Dresselhaus metals
我们研究了非中心对称近藤晶格模型中实现的磁织构，其中局域磁矩与受Rashba和Dresselhaus自旋轨道耦合的巡游电子弱相互作用。借助最先进的数值模拟和变分计算，我们发现了零磁场下的多$Q$有序，这些有序起源于费米面的不稳定性，其自旋简并被自旋轨道耦合所提升.在Rashba和Dresselhaus自旋轨道耦合强度相等的情况下（已知这种耦合可以在半导体量子阱中实现持久的自旋螺旋），我们发现了六重-$Q$磁有序，具有棋盘状的空间模式。自旋标量手征性。在存在Rashba或Dresselhaus自旋轨道耦合的情况下，我们发现了另一种多重$Q$有序，它不同于在相同对称性下讨论的Skyrmion晶体。我们的结果表明，自旋-电荷耦合和自旋-轨道耦合的合作带来了更丰富的磁织构比在有效的自旋模型研究。这些情况将通过实验实现，例如，非中心对称重费米子化合物和自旋轨道耦合金属和磁性绝缘体的异质结构。
2018-09-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Resonant Spin and Charge Hall Effects in 2D Electron Gas with Unequal Rashba and Dresselhaus Spin-Orbit Couplings under a Perpendicular Magnetic Field
研究了在垂直磁场作用下具有不等Rashba和Dresselhaus自旋轨道相互作用的二维复杂电子系统。在较宽的磁场范围内得到了自旋极化。结果表明，这样的系统是很难磁化的。我们还发现，在一定的磁场下，共振电荷电导和自旋霍尔电导同时发生，两个（近）简并朗道能级被部分填充。共振霍尔效应在这类半导体材料中具有普遍性，在半导体自旋电子学中具有潜在的应用价值。
2015-10-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin relaxation under identical Dresselhaus and Rashba coupling strengths in GaAs quantum wells
本文研究了GaAs量子阱中相同Dresselhaus和Rashba耦合强度下的自旋弛豫，采用传统的共线统计和螺旋统计两种方法，前者的能谱中不包含自旋轨道耦合项，后者的能谱中包含自旋轨道耦合项.我们表明，只有边际差异的自旋弛豫时间从这两个不同的统计。我们进一步证明，在考虑了Dresselhaus自旋轨道耦合的立方项后，（1，1，0）方向的自旋弛豫时间变得有限，但仍比其他两个垂直方向的自旋弛豫时间长得多.详细研究了在不同条件下沿这一特殊方向自旋弛豫的性质。
2006-02-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Higher order contributions to Rashba and Dresselhaus effects
我们已经开发了一种方法来系统地计算的形式的Rashba和Dresselhaus的贡献的异质结的自旋哈密顿量的任意顺序的波矢量k。这是通过使用双群表示来构造具有紧束缚形式主义内的全自旋轨道效应的一般的自旋允许的哈密顿量来实现的。我们计算了自旋电子学中常用的[001]-、[110]-和[111]-生长的锌异质结构（D_{2d}、C_{4v}、C_{2v}、C_{3v}点群对称性）的全区自旋哈密顿量。在将哈密顿量扩展到k的三阶之后，我们能够获得先前未发现的附加项。在考虑自旋-轨道效应的阴阳离子和有效键轨道模型（EBOM）基组下，本方法还提供了块体锌共混物（Td）的矩阵元。
2005-11-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Designing Rashba-Dresselhaus effect in magnetic insulators
自旋电子学中控制磁性的主要策略之一是利用电子自旋与其轨道运动之间的耦合。Rashba和Dresselhaus自旋-轨道耦合引起带电子的磁性纹理，称为自旋动量锁定，其通过电流的注入产生自旋扭矩。然而，焦耳加热一直是器件应用的瓶颈。在这里，我们提出了一个理论，以产生进一步丰富的自旋纹理的绝缘反铁磁体与破缺的空间反转对称性（SIS），这是很容易控制的一个小磁场。在反铁磁体中，有序磁矩包含两种磁振子，它们充当与电子自旋类似的内部自由度。由SIS破缺引入的Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用将两个磁振子自由度与磁振子动量耦合。我们提出了一个系统的方法来设计这样的纹理和检测它通过磁子自旋电流的反铁磁存储器的实现。
2019-03-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Conserved Spin Quantity in Strained Hole Systems with Rashba and Dresselhaus Spin-Orbit Coupling
本文导出了应变锌掺杂半导体异质结构中（001）受限准二维空穴气的有效哈密顿量，其中包含Rashba和Dresselhaus自旋轨道耦合。在沿$\left\langle110\right\rangle$轴的单轴应变的存在下，我们发现在费米等值线附近的最低价的子带中的一个保守的自旋量。与以前的作品相比，这个数量满足现实的要求的Luttinger参数。对于更严格的条件下，我们甚至发现了一个保守的自旋量消失的应变，限制在附近的费米面。
2016-05-20 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Field-induced spin excitations in Rashba-Dresselhaus two-dimensional electron systems probed by surface acoustic waves
自旋-轨道耦合的二维电子系统中的自旋-旋转对称性产生了长寿命的自旋激发，该自旋激发对短程杂质散射是鲁棒的。研究了恒定面内电场对这种持久自旋螺旋的影响。为了探测自旋-电荷耦合系统的场致本征模，利用表面声波提供共振激发的波矢。该方法利用了空间电荷波领域的方法。确定了平面内和平面外磁化强度的场依赖性中的尖锐共振。
2007-12-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Longitudinal and spin-Hall conductance of a two-dimensional Rashba system with arbitrary disorder
我们计算了具有Rashba-Dresselhaus自旋轨道相互作用的四引线桥的纵向电导和自旋霍尔电导。数值计算结果都在Landauer-Buttiker形式主义和Kubo公式的直接评价。微观哈密顿量是在紧束缚近似下得到的最近邻跳跃积分$t$，Rashba自旋轨道耦合$V_R$，Dresselhaus自旋轨道耦合$V_D$和安德森一样，在现场的无序能量强度$W$。我们再次确认，低于临界无序阈值，自旋霍尔效应是存在的。此外，我们研究了费米能量，Rashba/Dresselhaus系数比，和系统的大小对两个电导率的影响。
2005-10-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Rashba Spin-Orbit Coupling Enhanced Carrier Lifetime in Organometal Halide Perovskites
有机金属卤化物钙钛矿是下一代光伏应用的有前途的太阳能电池材料。这些材料的长载流子寿命和扩散长度使得它们对于用于光吸收器和载流子传输器非常有吸引力。虽然有机金属卤化物钙钛矿的这些方面吸引了最多的关注，但由强自旋轨道耦合驱动的Rashba效应对这些材料的光伏特性的影响在很大程度上尚未探索。在这项工作中，以甲基铵碘化铅的电子结构为例，我们提出了一个内在的机制，提高载流子寿命的三维Rashba材料。基于第一性原理计算和Rashba自旋轨道模型，我们证明了自旋禁戒跃迁降低了复合速率。这些结果对于理解有机金属卤化物钙钛矿的基本物理性质以及优化和设计具有更好性能的材料具有重要意义。所提出的机制，包括自旋自由度提供了一个新的范例，使用三维Rashba材料的光伏应用。
2015-05-15 cond-mat.mtrl-sci
Rashba dominated spin-splitting in the bulk ferroelectric oxide perovskite KIO3
动量相关的Rashba和Dresselhaus自旋劈裂因其在自旋电子学中的重要应用而备受关注。本文采用从头计算密度泛函理论研究了铁电氧化物钙钛矿KIO 3的自旋劈裂效应。我们的计算还支持对称性调整的两带k.p哈密顿量。菱形R3m和R3c相在导带底（CBM）和价带顶（VBM）处观察到不可忽略的自旋劈裂效应。线性Rashba项成功地解释了VBM处的分裂。然而，立方项在实现CBM附近的自旋取向中变得重要。我们的研究结果表明，Rashba参数的增强调谐铁电序参量。此外，我们还观察到自旋取向的逆转对切换的极化方向。
2021-05-18 cond-mat.mtrl-sci
Persistent spin helix in Rashba-Dresselhaus ferroelectric CsBiNb2O7
铁电Rashba半导体（FERSC）是一类新型的多功能材料，具有巨大的Rashba自旋分裂，可以通过改变电极化的强度来逆转。虽然它们是自旋场效应晶体管中作为沟道的优秀候选者，但实验研究到目前为止仅限于半导体GeTe，其中铁电开关通常被重掺杂和/或大漏电流阻止。在这里，我们报告，CsBiNb 2 O 7，一个层状钙钛矿的Dion-Jacobson型，是一个强大的铁电体，具有足够强的自旋轨道耦合和自旋织构可逆的电场。此外，我们还发现，由于铁电相的低对称性，其最高价带的自旋织构与动量准无关。动量空间中的特殊自旋极化模式可以产生所谓的“持续自旋螺旋”，这是一种特定的自旋波模式，其保护自旋免受扩散输运机制中的退相干，从而潜在地确保该材料中非常长的自旋寿命。
2019-07-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Nonsymmorphic symmetry-enforced hourglass fermions and Rashba-Dresselhaus interaction in BiInO$_3$
本研究利用DFT和对称性分析揭示了BiInO$_3$中由非简单空间对称性强制产生的沙漏费米子能带色散与自旋纹理，并分析了Rashba和Dresselhaus自旋-轨道相互作用机制，为自旋电子学发展提供见解。
2025-06-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Data Mining and Computational Screening of Rashba-Dresselhaus Splitting and Optoelectronic Properties in Two-Dimensional Perovskite Materials
本研究构建多尺度计算工作流，生成含超2000种二维钙钛矿的数据集，提出Rashba-Dresselhaus劈裂高通量计算框架，并训练机器学习模型预测相关性质，助力二维钙钛矿的定向应用研究。
2025-05-17 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph physics.comp-ph
Influence of Disorder and Anharmonic Fluctuations on the Dynamical Rashba Effect in Purely Inorganic Lead-Halide Perovskites
用铯掺杂有机金属卤化物钙钛矿可能是稳定高效钙钛矿太阳能电池的最佳解决方案。因此，理解有机分子和无机晶格各自的作用对于优化混合阳离子结构的物理性质至关重要。特别是，重组机制的研究被认为是充分理解其工作原理的关键挑战之一。使用分子动力学和冻结声子，我们的证据亚皮秒非谐波动的完全无机$CsPbI_3$钙钛矿。我们揭示了这些波动的影响，结合自旋轨道耦合，电子能带结构，证明了动态Rashba效应。我们的研究表明，在一定条件下，空间无序可以淬灭Rashba效应。至于时间无序，我们证明了一个动态的Rashba效应，这是类似的发现$MAPbI_3$，这仍然是相当大的，尽管温度紊乱，大型研究超晶胞，和没有有机阳离子的运动。我们发现，与Rashba分裂的自旋织构不能被视为负责的复合率的一致减少，虽然价带和导带之间的自旋失配增加与铁电体畸变引起的Rashba分裂。
2018-11-23 cond-mat.mtrl-sci
Switchable and tunable Rashba-type spin splitting in covalent perovskite oxides
在过渡金属钙钛矿（ABO 3）中，大多数物理性质可通过结构参数（例如BO 6八面体的旋转）来调节。例子包括正铁氧体的内尔温度，混合价锰氧化物的导电性，或稀土钪酸盐的带隙。由于氧化物通常拥有大的内部电偶极子，并且可以容纳重元素，因此它们也成为显示Rashba自旋轨道耦合的主要候选者，通过这种耦合，电荷和自旋电流可以有效地相互转换。然而，尽管在SrTiO 3为基础的界面系统的一些实验报告，Rashba相互作用在这些材料中的研究很少，其与结构扭曲的相互作用仍然未知。在这封信中，我们确定了一种铋基钙钛矿，它具有巨大的电可切换的Rashba相互作用，其振幅可以通过铁电极化和氧八面体的呼吸模式来控制。这种特殊的结构参数源于Bi-O键的强共价性质，这让人想起钙钛矿镍酸盐中的情况。我们的研究结果不仅提供了新的策略，工艺敏捷的自旋-电荷转换器，但也突出了共价的相关性作为一个强大的处理复杂的氧化物设计新兴的属性。
2018-08-09 cond-mat.mtrl-sci
n-type Rashba Spin Splitting in a Bilayer Inorganic Halide Perovskite with External Electric Field
本文采用第一性原理计算研究了外电场作用下CsPbBr $_3$双层膜的Rashba效应。对于PbBr $_2$封端的双层膜，我们发现只有电子经历EEF下的Rashba分裂，而空穴不。这种n-型Rashba效应可以归因于表面弛豫效应，其反转顶部价带的位置。在1.35 V/nm的EEF下，n型Rashba参数可以单调地调谐到0.88 eV的最大值$Å$，在该最大值处，顶部价带的序列恢复到体样式。在此过程中，p型自旋将不会在这种二维CsPbBr $_3$中存在，这确实暗示了一种制造先进功能自旋电子器件的新方法。
2018-02-10 cond-mat.mtrl-sci
Switchable enhanced spin photocurrent in Rashba and cubic Dresselhaus ferroelectric semiconductors
自旋电流的产生和控制是自旋物理和应用的核心问题。到目前为止，自旋-轨道相互作用（SOI）是通过自旋-电荷电流转换产生SC的既定途径。我们预测一个有效的自旋光转换通过Rashba和高阶立方Dresselhaus SOI铁电体。与已知的Edelstein效应不同，其中SC是由非平衡自旋密度产生的，我们预测的自旋极化电流是来自光与铁电体中SOI产生的独特自旋织构之间的直接相互作用。使用第一性原理模拟，我们证明了这些概念，通过计算直流自旋光电流在一个原型Rashba铁电体，α-GeTe。光致SC比电荷光电流大两个数量级。更重要的是，我们可以方便地切换SC的方向通过施加电场通过反转的自旋织构。这些预测为利用非易失性电场产生和控制光驱动超临界流体提供了希望。
2021-02-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Electric field and strain induced Rashba effect in hybrid halide perovskites
使用第一性原理密度泛函理论计算，我们显示了如何Rashba型能带分裂的混合有机-无机卤化物钙钛矿APbX $_3$（A=CH $_3$ NH $_3^+$，CH（NH $_2$）$_2^+$，Cs $^+$和X=I，Br）可以调谐和增强与电场和各向异性应变。特别是，我们证明了Rashba分裂的四氢呋喃（CH $_3$ NH $_3$）PbI $_3$的大小增长与有机阳离子和电极化的强度的宏观排列，表明可观的可调谐性与实验可行的应用领域，即使在室温下。此外，我们量化了这种效果可以通过在A和X位点的化学取代来调节的程度，这改变了直接影响Rashba分裂的无机PbX $_3$笼的不同极性畸变模式的振幅。此外，我们预测，极性相CsPbI $_3$和（CH $_3$ NH $_3$）PbI $_3$具有$R3c$对称性具有相当大的Rashba分裂可能是可访问的，在室温下通过各向异性应变诱导的外延，即使在没有电场。
2016-08-11 cond-mat.mtrl-sci
Detection of Rashba spin splitting in 2D organic-inorganic perovskite via precessional carrier spin relaxation
有机-无机钙钛矿中与重元素（\textit{e.g.} Pb，I）的结合相关的强自旋-轨道相互作用使得这些材料在自旋电子学中的应用令人感兴趣。由于缺乏与金属卤化物八面体的扭曲相关的反转对称性，Rashba效应（在自旋场效应晶体管和自旋滤波器中使用的\textit{e.g.}）在这些材料中比在传统的III-V半导体例如GaAs中大得多，最近观察到CH $_3$ NH $_3$ PbBr $_3$中的近记录Rashba自旋分裂，分辨光电子能谱（ARPES）。需要更多的实验研究来确认和量化Rashba效应在有机-无机钙钛矿材料家族中的存在。在这里，我们应用时间分辨圆二色性技术来研究二维钙钛矿薄膜[（BA）$_2$ MAPb $_2$ I $_7$ ; BA = CH $_3$（CH $_2$）$_3$ NH $_3$，MA = CH $_3$ NH $_3$ ]中的载流子自旋动力学。我们的研究结果证实了存在的Rashba自旋分裂通过旋进自旋弛豫引起的Rashba有效磁场的优势。在我们的系统中的Rashba自旋分裂的大小提取从模拟测得的自旋动力学纳入LO-声子和电子-电子散射，产生一个值为10毫电子伏的电子能量为50毫电子伏以上的带隙，代表一个20倍以上的值比GaAs量子阱。
2018-07-27 cond-mat.mtrl-sci
Switchable Rashba Anisotropy in Two-dimensional Hybrid Organic-Inorganic Perovskite by Hybrid Improper Ferroelectricity
二维（2D）杂化有机-无机钙钛矿（HOIP）在2D材料领域中引入了新的方向。铁电性和自旋轨道相互作用的共存对它们的光电性质起着关键作用。我们对最近合成的铁电2D-HOIP（AMP）PbI $_4$（AMP = 4-aminomethyl-piperidinium）进行了详细的研究。计算的极化率和Rashba参数与实验值符合得很好。我们报告了一个惊人的新效果，即，一种非常大的Rashba各向异性，可通过铁电极化进行调节：当极化反转时，不仅自旋纹理手性反转，而且k空间中Rashba各向异性椭圆的长轴和短轴也互换-伪旋转。$k \cdot p$模型汉密尔顿和对称模式分析揭示了负责Rashba椭圆伪旋转、骨架旋转和极化的阳离子旋转模式之间的四线耦合。这些发现可能为自旋光电子器件如自旋阀或自旋场效应晶体管提供新的途径。
2021-04-07 cond-mat.mtrl-sci
Impact of the $p$-cubic Dresselhaus term on the spin Hall effect
众所周知，半导体二维电子气中的Dresselhaus自旋轨道耦合（SOC）具有线性和立方两种动量贡献。然而，后者在大多数理论研究中往往被忽视。然而，最近的克尔旋转实验表明，通过增加GaAs量子阱中2DEG的漂移速度，立方Dresselhaus相互作用显著增强。在这里，我们提出了一个研究的光学自旋霍尔电导率在2DEG下同时存在的Rashba和（线性加立方）Dresselhaus SOC。工作是在Kubo形式主义的线性响应。我们发现，Rashba和立方Dresselhaus SOC在2DEG的共存促进了强各向异性的带自旋分裂，这反过来又导致了一个非常典型的频率依赖性的自旋霍尔电导率。我们发现，自旋霍尔电导率响应可能是非常敏感的相当大的Dresselhaus耦合强度。这可能是相关的自旋电流的光学控制在2DEG与不可忽略的Dresselhaus SOC。
2023-03-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Nonlinear spin Hall effect in GaAs (110) quantum wells
我们考虑了GaAs基对称量子阱中的稳态自旋电流，该自旋电流是由于对周期性电场的非线性响应引起的。模型考虑了Dresselhaus自旋轨道相互作用和随机Rashba自旋轨道耦合。Dresselhaus项在量子阱平面中是均匀的，并且引起电子带的自旋分裂。频率为$ω$的外部电场-在存在随机Rashba耦合的情况下-导致自旋子带之间的虚拟自旋翻转跃迁，产生与场振幅的平方成比例的固定纯自旋电流。
2011-08-09 cond-mat.mtrl-sci
Rashba-Dresselhaus spin-orbit coupling and polarization-coupled luminescence in an organic single crystal microcavity
本研究利用高取向分子晶体微腔，首次观测到Rashba-Dresselhaus自旋轨道耦合引发的极化激元模偏振耦合发射，揭示其与各向异性光-物质耦合的相互作用机制，为拓扑光子学和量子技术提供新平台。
2023-10-10 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Origin of Rashba spin-splitting and strain tunability in ferroelectric bulk CsPbF$_3$
自旋-轨道耦合（SOC）与破缺的反转对称性共同作用是几种有趣的量子现象的关键因素，即持续的自旋织构、拓扑表面态和Rashba-Dresselhaus（RD）效应。铁电材料中自发极化和RD效应的共存使得自旋自由度的电控制成为可能。鉴于此，我们在这里探索铁电铅卤化物钙钛矿即CsPbF $_3$作为自旋电子学领域的潜在候选者，通过采用最先进的第一性原理为基础的方法，即密度泛函理论（DFT）与半局域和混合泛函（HSE 06）结合自旋轨道耦合（SOC）和多体微扰理论（G $_0$ W $_0$）。为了更深入地理解所观察到的自旋分裂，我们在DFT和$\textbf{k.p}$模型哈密顿量的组合框架下分析了自旋织构。后者证实了不存在面外自旋分量，表明该系统中Rashba分裂优于Dresselhaus分裂。由于Pb-$p$轨道在导带中的存在，与价带顶（VBM）相比，导带底（CBm）处的Rashba系数（$α_R$）较大.值得注意的是，我们还观察到Rashba自旋分裂的强度可以在单轴应变（$\pm5\%$）的应用上进行实质性调整。这一发现将进一步为基于钙钛矿的自旋电子器件铺平道路。
2021-09-26 cond-mat.mtrl-sci
Ferri-chiral compounds with potentially switchable Dresselhaus spin split-ting
在没有反转对称性的材料中，相对论自旋轨道相互作用可以引起能带的自旋劈裂。极性空间群的对称性允许Rashba（R-1）自旋分裂和动量空间中的螺旋自旋织构，这在通过外加电场切换铁电极化时可以逆转，而普通的Dresselhaus效应（D-1A）仅在具有非极性非中心对称晶体类且原子仅占据非极性晶格位置的材料中才起作用。因此，由D-1A诱导的自旋-动量锁定不是电场可切换的。另一种类型的Dresselhaus对称性，称为D-1B，表现出类似于D-1A的晶体类约束（所有偶极子加起来为零），但与D-1A不同，至少有一个极性位置被占据。我们发现这种行为存在于一类亚铁手征晶体中，原则上，当手征性改变时，这种行为可以逆转。专注于碱金属硫属化物，我们确定NaCu 5S 3的nonentiamorphic亚铁手性结构，表现出CuS 3手性单位不同的幅度，他们的铜位移。然后我们合成了NaCu 5S 3（空间群P6322），并通过X射线粉末衍射证实了它的亚铁手性结构。我们的电子结构计算表明，它表现出D-1B自旋分裂以及亚铁手性相变，揭示自旋分裂的手性依赖。我们的电子结构计算表明，百分之几的双轴拉伸应变可以降低（或几乎淬灭）的开关势垒分离的单畴亚铁手性P6322状态。我们讨论了什么类型的外部刺激可能会切换的手征，以扭转（非螺旋）Dresselhaus D-1B自旋纹理，提供了一种替代传统的逆转（螺旋）Rashba…
2020-07-03 cond-mat.mtrl-sci
Structural dynamics in hybrid halide perovskites: Bulk Rashba splitting, spin texture, and carrier localization
混合卤化物钙钛矿中的延长的载流子寿命归因于由于传导和价带边缘中的Rashba分裂而产生的准间接带隙。在本文中，我们提出了一个有效的相对论能带结构的结果（CH_3 NH_3）PbI_3的带边附近的电子态的色散的影响（CH_3 NH_3）PbI_3的热结构起伏。我们建立了PbI 6八面体中Pb原子偏离中心对称位置与Rashba分裂大小之间的关系。为了使分裂能达到热能kT~26 meV（室温），位移应该是0.3 Ang的量级，这远高于（CH 3 NH 3）PbI 3的四相中Pb原子的静态位移。在较早的模拟时间（小于2 ps）观察到的Rashba分裂的显着的动态增强后来减弱，变得小于热能，尽管铅原子的平均位移保持大（0.37 Ang）。Pb位移矢量的随机化和作用于导带边缘处的电子的净有效磁场的相关联的抵消是减少Rashba分裂的原因。晶格动力学也导致恶化的Bloch字符的价带中的状态，导致随后的本地化的空穴，这会影响双极迁移率的载流子在（CH 3 NH 3）PbI 3。这些结果提出了问题的准间接的带隙作为一个原因，在（CH 3 NH3）PbI 3在室温下观察到的载流子寿命长。另一种机制涉及空穴的动态定位及其在倒易空间中与电子的重叠减少。
2018-11-04 cond-mat.mtrl-sci
Combination of Optical Transitions of Polarons with Rashba Effect in Methylammonium Lead Tri-halide Perovskites under High Magnetic Fields
研究了MAPbX $_{3}$（X = I，Br和Cl）有机-无机杂化钙钛矿单晶在高达60 T的磁场下的光致发光（PL）跃迁。在这些材料中，尖锐的自由激子跃迁峰出现在低温（4.2 K）。在强磁场作用下，三种不同卤素原子的自由激子光致发光跃迁表现出明显的差异。MAPbCl $_{3}$晶体的自由激子跃迁经历负能量位移，而MAPbBr $_{3}$晶体的自由激子跃迁显示正常的抗磁位移。为了得到Cl到Br的变化，我们尝试测量MAPbCl $_{x}$ Br $_{3-x}$的PL跃迁.对于MAPbI $_{3}$，在4.2 K时，$σ^{+}$和$σ^{-}$跃迁的跃迁能移对磁场表现出幂律依赖性。这种不一致的磁场对不同卤素的影响使得很难通过统一的模型来理解跃迁能行为。我们提出了一个可能的机制，该机制是基于强自旋-轨道耦合引起的Rashba效应和无机元素的极性性质引起的极化子效应的组合。
2021-04-29 cond-mat.mtrl-sci
Electric Field Tuning of the Rashba Effect in the Polar Perovskite Structures
我们表明，在极性钙钛矿表面和界面的Rashba效应可以通过操纵二维电子气（2DEG）由施加的电场，使用它来绘制2DEG的表面或推动它更深的散装，从而控制表面敏感的现象进行调整。最近发现的极性KTaO $_3$表面的全面密度泛函研究说明了这些想法。紧束缚模型得到的分析结果揭示了影响Rashba效应的各种因素之间的相互作用，如自旋-轨道相互作用的强度和表面诱导的不对称性。我们的工作有助于解释KTaO $_3$表面以及SrTiO $_3$ /LaAlO $_3$界面的最新实验。
2013-11-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin Hall effect and Berry phase in two dimensional electron gas
研究了具有Rashba型和Dresselhaus型自旋轨道耦合的高迁移率二维电子系统的自旋霍尔效应。通过Rashba耦合或Dresselhaus耦合产生垂直于电场的自旋电流。自旋霍尔电导与耦合强度无关，但其符号由两种耦合的相对比值决定。通过调节Rashba耦合来调节垂直于二维平面的表面电场的大小，可以控制自旋电流的方向。观察到自旋霍尔电导与导电电子的Berry相有密切关系。
2004-09-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Lone-Pair Stereochemistry Induces Ferroelectric Distortion and the Rashba Effect in Inorganic Halide Perovskites
本研究利用第一性原理计算预测了CsSnI3等无机卤化物钙钛矿中由锡孤对立体化学表达驱动的稳定铁电极性相，发现其具有Rashba效应和明亮基态激子潜力，并探讨了实验实现路径。
2023-08-04 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Non-adiabatic Berry phase for semiconductor heavy holes under the coexistence of Rashba and Dresselhaus spin-orbit interactions
本文构建非Abel Berry联络与相位，研究Rashba和Dresselhaus自旋轨道相互作用共存下SiGe量子阱重空穴的准简并点如何通过非绝热过程破坏π量子化并导致相位能量分布不连续。
2023-02-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cs.CE
Unitary Transformation of Two-Dimensional Spin-Orbit Coupled Models
Indian Institute of Technology Bhubaneswar（印度理工学院布巴内斯瓦尔分校）
本文通过幺正变换揭示Rashba、Weyl和Dresselhaus模型间的联系，提出更现实的H_MKM模型，拓展自旋-轨道耦合理论。
2026-01-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci math-ph
Static Rashba Effect by Surface Reconstruction and Photon Recycling in the Dynamic Indirect Gap of APbBr3 (A = Cs, CH3NH3) Single Crystals
最近，卤化物钙钛矿由于Rashba效应而从高效自旋电子学的角度获得了显著的关注。这种效应是在非中心对称环境下强自旋轨道耦合的结果，可以是动态的和/或静态的。然而，由于卤化物钙钛矿通常结晶成中心对称结构，因此存在关于破缺反转对称性的起源的激烈争论。为了澄清这个问题，我们研究了动态和静态的影响，在所有无机CsPbBr 3和有机-无机CH 3 NH3 PbBr 3（MAPbBr 3）钙钛矿单晶采用温度和偏振依赖的光致发光激发光谱。钙钛矿单晶通过间接Rashba间隙中的光子再循环表现出动力学效应，导致光致发光的双峰。但在CsPbBr 3中，这种效应在低温（< 50 K）下消失，伴随着晶体的显著颜色变化，这可能是由于与MAPbBr 3中的极性MA阳离子相比，球形Cs阳离子的热运动相关的反转对称性破缺的自由度较低。我们还表明，静态Rashba效应只发生在MAPbBr 3低于90 K，由于表面重建通过MA-阳离子排序，这可能跨越几层从晶体表面延伸到内部。我们进一步证明，这种静态Rashba效应可以完全抑制后，表面处理与聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）涂层。我们相信，我们的研究结果提供了一个合理的Rashba效应卤化物钙钛矿。
2020-08-25 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Ultrafast Control of Excitonic Rashba Fine Structure by Phonon Coherences in a Metal Halide Perovskite CH$_3$NH$_3$PbI$_3$
我们在CH $_3$ NH $_3$ PbI $_3$中发现了隐藏的Rashba精细结构，并证明了它的量子控制是通过选择性振动（电子-声子）耦合的振动相干来实现的。在单周期太赫兹泵浦场的临界阈值以上，拉曼声子模式明显地调制具有{ \em持续}相干性的中间激子态，其调制时间是两侧主要耦合到红外声子的激子态的十倍以上。这些电子振动量子拍频与声子周期性调制的Rashba参数的第一原理建模一起识别{ \em三重}激子精细结构分裂，即，在两个明亮的暗态之间的光禁止的简并暗态。利用振动量子相干性和对称性激发了光-钙钛矿量子控制和自旋分裂带的亚太赫兹周期“Rashba工程”，用于最终的多功能器件。
2020-03-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el quant-ph
Effect of Dresselhaus spin-orbit coupling on spin dephasing in asymmetric and macroscopically symmetric (110)-grown quantum wells
我们发展了（110）生长量子阱中电子自旋退相的微观理论，其中电子散射时间相当于或超过自旋轨道耦合引起的有效磁场中的自旋进动周期。均匀和波动的Rashba场，它触发沿生长方向排列的电子自旋的退相的结构进行了分析。我们表明，Dresselhaus场，这是始终存在于锌-双金属型量子阱，抑制自旋退相，使导电电子的自旋寿命很长。自旋寿命对电子迁移率的依赖性被发现是非单调的，达到最小值的结构中的散射时间是相当于在有效磁场的自旋进动的周期。
2013-04-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Giant Rashba Splitting in CH3NH3PbBr3 Organic-Inorganic Perovskite
有机-无机钙钛矿结合了良好的迁移率和极长的载流子寿命，为光电子学开辟了一个全新的领域。然而，对它们潜在的电子结构的测量仍然缺乏。利用角分辨光电子能谱学，我们测量了单晶CH $_3$ NH $_3$ PbBr $_3$的价带色散。最高能带的色散是应用改进的前沿方法提取的，该方法考虑了有机-无机钙钛矿的特定态密度。表面布里渊区是一致的，无论是在低温正交相和高温立方相体终止表面。在低温阶段，我们发现一个环形的价带最大值的半径为0.043电子伏特的$^{-1}$，集中在0.16电子伏特深的局部最小值的高对称点的价带的色散。观察到强烈的圆二色性。这种色散是强自旋-轨道耦合的结果。自旋轨道耦合也存在于室温相。耦合强度是迄今为止报道的最大的耦合强度之一。
2016-08-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Polaron-Driven Spin Funneling through Rashba-Split Bands in Mixed-Phase Quasi-Two-Dimensional Ruddlesden-Popper Perovskites
Indian Institute of Technology Mandi（印度理工学院曼迪分校）
研究揭示了混合相准二维 Ruddlesden-Popper 钙钛矿中通过 Rashba 分裂带的自旋 funneling 机制，源于极化子的保护作用和高效自旋信息传输。
2025-12-07 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph physics.optics
Efficient switching of Rashba spin splitting in wide modulation-doped quantum wells
我们证明了在80 nm宽的调制掺杂的InGaSb量子阱中，电场诱导的Rashba自旋分裂的大小强烈地依赖于电场的空间变化。在稍微不对称的量子阱中，它可以比平均均匀电场强一个数量级。对于甚至更小的不对称性，自旋子带可以具有随着平面内波矢量变化而完全改变的自旋方向的波函数和/或期望值。Dresselhaus效应可以给出自旋快速翻转的反交叉。
2006-10-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
The intrinsic inter-band optical conductivity of a C$_{2v}$ symmetric topological insulator
在这项工作中，我们分析研究的C $_{2v}$对称拓扑绝缘体的纵向光学电导率。在$ T = 0 $的电导率表达式推导出使用Kubo公式，并表示为表征低能哈密顿量的Dresselhaus和Rashba参数的比率的函数。我们发现，当Dresselhaus和Rashba参数强度相等时，纵向带间电导消失，也称为持续自旋螺旋态。计算扩展到获得的光学电导率的频率依赖的实部和虚部的拓扑近藤绝缘体SmB $_{6}$表现出C $_{2v}$对称和各向异性狄拉克锥托管拓扑状态的表面布里渊区上的$ \bar{X} $点。
2017-07-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Level structure and spin-orbit effects in semiconductor nanorod dots
我们从理论上研究了自旋轨道Dresselhaus和Rashba效应如何影响准一维半导体量子点的电子结构，类似于半导体纳米棒内部形成的量子点。我们计算了电子能级，本征函数，和有效的g因子耦合，双点由不同的材料，特别是GaAs和InSb。我们表明，通过选择的形式的横向限制，Dresselhaus和Rashba项的贡献可以调整和抑制，我们考虑几种可能的情况下的利益。我们还研究了如何通过改变纵向双阱约束的参数，可以在很大程度上控制有效的g因子。
2004-10-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Modulated Rashba interaction in a quantum wire: Spin and charge dynamics
最近表明，当调制的波数与量子线中电子的费米波长相称时，量子线中空间调制的Rashba自旋轨道耦合驱动从金属态到绝缘态的转变。有人建议，这种效应可能会在未来的自旋晶体管设计中投入实际使用。在本文中，我们重新审视这个问题，并提出了一个详细的分析基础物理。首先，我们探讨了如何建立的电荷密度波的相关性在量子线由于周期性的栅极配置，产生的Rashba调制的影响过渡到绝缘状态。电荷密度调制和自旋-轨道耦合调制之间的相互作用非常微妙：根据两种调制之间的相对相位，Rashba相互作用和电荷密度波相关性的联合作用可能会增强或减弱Rashba电流阻断效应。其次，我们询问的Dresselhaus自旋轨道耦合，是一般存在于嵌入在半导体异质结构的量子线的作用。虽然Dresselhaus耦合被发现对绝缘状态的电流封锁的工作，在大多数材料中的效果是小的。使用有效场论的方法，我们还进行了电子-电子相互作用的影响分析，并显示如何在绝缘状态下的单粒子间隙可以提取更容易访问的集体电荷和自旋激发阈值。单粒子间隙的小与Rashba和化学势调制之间的反相位关系一起构成了在InAs基器件中实现Rashba控制的电流开关的严重困难。一些替代设计进行了讨论。
2011-09-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Lead-free Hybrid Perovskite: An Efficient Room Temperature Spin Generator via Large Interfacial Rashba effect
本文提出利用无铅二维 HOIP PEA-CuCl 的界面 Rashba 效应在室温下高效产生自旋，实验测得其 Rashba 有效场优于铅基及贵金属异质结。
2024-10-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
