First-principles Calculations of MoSeTe/WSeTe Bilayers: Stability, Phonons, Electronic Band Offsets, and Rashba Splitting
通过第一性原理计算研究MoSeTe/WSeTe双层结构，发现改变原子序列和堆叠模式可调制偶极矩、Rashba效应及Type-II能带对齐，多体色散方法更准确预测了界面距离与振动特性。
2024-02-13 cond-mat.mtrl-sci
Chirality and Rashba-related effects in the spin texture of a 2D centro-symmetric ferromagnet: the case of CrI3 bilayer
最近发现的二维磁性半导体如CrI $_3$由于其奇异的自旋相关性质以及在自旋电子学和磁光电子学中的潜在应用而引起了人们的极大兴趣。采用第一性原理密度泛函理论计算，研究了具有垂直磁化强度的CrI $_3$的中心对称铁磁双层模型中动量空间中自旋极化织构的性质. FM双层膜在其最高价带处显示出丰富的面内自旋织构。我们发现，在建立面内自旋织构时，存在两种不同的自旋倾斜效应，这是由于FM阶数与结构手征性和电极化的强度的耦合。第一种效应是由层堆叠的手性和价态的自旋轨道极化性质产生的，并且在两个层上产生相同的倾斜。第二个效应是一个Rashba相关的效果，在一个中心对称的铁磁体在一个单一的电子状态诱导两个相反的自旋倾斜的组件上的两个层。此外，使用FM双层作为一个例子，我们提供的一般规则施加的磁空间群对称性的自旋极化矢量，作为指导方针的自旋织构的形状在布里渊区的磁性晶体。最后，我们证明了上述效应可以有效地用于操纵自旋织构通过压缩应变，这导致在FM双层价带边缘态与倾斜的自旋。
2022-07-08 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
Spin-current-related magnetoresistance in epitaxial Pt/Co bilayers in the presence of spin Hall effect and Rashba-Edelstein effect
我们分析了实验获得的自旋电流相关的磁电阻在外延Pt/Co双层膜通过使用漂移扩散模型，结合体自旋霍尔效应和界面Rashba-Edelstein效应（REE）。的磁阻分析产生，为Pt/Co接口，一个温度无关的Rashba参数的顺序为1 e-11 eV m，同意与理论计算，随着一个有效的界面REE厚度为几埃，这是在整体上与我们以前的自旋轨道扭矩分析一致。特别是，我们的研究结果表明，体和界面电荷自旋电流相互转换需要考虑的自旋电流相关的磁阻分析在高导电磁性异质结构，如外延Pt/Co双层。
2021-03-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Gate control of spin-layer-locking FETs and application to monolayer LuIO
最近的2D spinFET概念提出在具有强且相反的本征Rashba效应的两个单独的子层之间静电切换。这一概念利用了存在于具有局部偶极场的中心对称材料中的自旋层锁定机制，其中弱电场可以容易地仅操纵其中一个自旋通道。在这里，我们提出了一种新的单层材料在这个家庭，碘氧化镥（LuIO）。它显示了2D材料中最大的Rashba效应之一（高达$k_R = 0.08$和$^{-1}$），导致自旋的$π/2$旋转仅超过1 nm。据预测，单层可以从实验上已知的3D大块对应物剥离，结合能甚至低于石墨烯。我们的特点和模型与第一性原理模拟的相互作用的两个栅极控制的参数，这样的设备：掺杂和自旋通道的选择。我们表明，分裂的自旋通道的能量的能力随着掺杂减少，导致特定的栅极操作准则，可以适用于所有设备的基础上自旋层锁定。
2021-06-15 cond-mat.mtrl-sci
Interplay between Relativistic Spin-Momentum Locking and Breaking of Inversion Symmetry: conditions for p-wave magnetism
Institute of Physics, Polish Academy of Sciences（波兰科学院物理研究所）；Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR-SPIN)（国家研究委员会（CNR-SPIN））；International Research Centre Magtop（Magtop国际研究中心）；Department of Materials Science, University Milan-Bicocca（米兰比可卡大学材料科学系）；SPIN-CNR, UOS Salerno（SPIN-CNR萨莱诺联合操作站）
研究相对论自旋-动量锁住与反演对称性破坏的相互作用，揭示p波磁性的形成条件，通过Ca2RuO4材料验证自旋轨道耦合的多样性。
2026-02-25 cond-mat.mtrl-sci
The Electrical and Spin Properties of Monolayer and Bilayer Janus HfSSe under Vertical Electrical Field
本文研究了单层和双层HfSSe在垂直电场作用下的电学和自旋性质。用密度泛函理论研究了它们的性质。考虑了15种不同的双层HfSSe堆叠顺序。单层和双层薄膜的带隙都是间接带隙，而双层薄膜的带隙可以通过电场有效地控制。当双分子层的带隙在大的电场下闭合并且发生半导体到金属的转变时，正常电场对单层HfSSe的带隙的影响是相当弱的。自旋-轨道耦合导致单层和双层结构的价带中的带分裂和导带中的Rashba自旋分裂。双层膜的价带带裂小于单层膜，而垂直电场使双层膜的价带带裂增大。没有镜像对称的堆叠结构表现出Rashba自旋分裂，这种分裂随着电场的增加而增强。
2020-08-26 cond-mat.mtrl-sci
Interfacial Rashba magnetoresistance of two-dimensional electron gas at LaAlO$_3$/SrTiO$_3$ interface
本文报道了二维电子气中LaAlO $_3$ /SrTiO $_3$界面磁电阻的角度依赖性。我们发现这种界面磁电阻表现出类似的角度依赖性的自旋霍尔磁电阻在铁磁体/重金属双层膜，这是迄今为止已经讨论的框架下的重金属层的体自旋霍尔效应。所观察到的磁电阻与包括Rashba自旋轨道耦合和交换相互作用的理论模型计算定性一致。我们的研究结果表明，磁界面的自旋轨道耦合可以产生一个不可忽视的贡献的自旋霍尔磁电阻和界面的自旋轨道耦合效应，因此是关键的理解各种自旋轨道耦合相关的现象在磁性/非磁性双层膜。
2017-07-17 cond-mat.mtrl-sci
Observation of Rashba Magnetism in Ultrathin Ferromagnet-Heavy Metal Bilayers
本文研究了超薄铁磁体-重金属双层膜在Curie温度附近的反常温度与电偏压依赖行为，揭示其源于界面自旋-轨道相互作用导致的Rashba磁性新状态，为开发高效自旋轨道电子学器件提供了新途径。
2024-07-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin current generation from Coulomb-Rashba interaction in semiconductor bilayers
双层半导体异质结构中的电子经历一种特殊类型的自旋-轨道相互作用，该相互作用在每层中由另一层中的电子密度波动产生的库仑电场的垂直分量产生。我们表明，这种相互作用与通常的自旋-轨道相互作用相结合，当电荷电流在另一层中驱动时，可以在一层中产生自旋电流。这种效应与自旋霍尔阻力是完全不同的。自旋电流一般不垂直于驱动电流。
2011-05-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Strong Rashba-Edelstein Effect-Induced Spin-Orbit Torques in Monolayer Transition-Metal Dichalcogenide/Ferromagnet Bilayers
二维材料的电子和光电性质已经在石墨烯和层状过渡金属二硫属化物（TMD）中被广泛探索。这些二维材料中的自旋电子学可以为未来的电子学提供新的机会，例如，有效地产生自旋电流，这应该能够有效地操纵磁性元件。到目前为止，在二维材料附近的磁性层上的电荷电流感生的自旋电流和自旋轨道矩（SOTs）的定量测定仍然缺乏。本文报道了在单层TMD（MoS $_2$或WSe $_2$）/CoFeB双层复合膜中，电流诱导自旋积累通过Rashba-Edelstein效应产生的大的SOT。对应于SOT的有效自旋电导率几乎与温度无关。我们的研究结果表明，在化学气相沉积生长的大规模单层TMD的电荷-自旋转换可能会导致高的能量效率的磁化反转和方便的设备集成为未来的自旋电子学的基础上的二维材料。
2018-11-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
A Dual-Gate Altermagnetic Tunnel Junction Based on Bilayer Cr$_{2}$SeO
State Key Laboratory of Powder Metallurgy, and Powder Metallurgy Research Institute, Central South University（中南大学粉末冶金研究院）
该研究通过双门控交替磁隧道结实现高隧道磁阻比，展示了全电控交替磁器件在自旋电子学中的应用前景。
2026-02-14 cond-mat.mtrl-sci
Spin-Axis-Layer Locking for Intrinsic Bipolar Altermagnetic Semiconductors: Proof-of-Concept in Bilayer CuBr2
Inner Mongolia University（内蒙古大学）
本文提出了一种双轴层锁定方案，通过双层CuBr2的90度扭曲实现内在双极性交替磁性半导体状态，利用电场调控实现载流子类型、自旋和活性层的可逆切换，产生高效率的自旋极化电流。
2026-04-28 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Spin-Layer Locking Effects in Optical Orientation of Exciton Spin in Bilayer WSe2
不同性质的耦合自由度在许多物理现象中起着关键作用。最近出现的层状材料为研究电子内部量子自由度之间的相互作用提供了实验室。在这里，我们报告的新的耦合现象的实验签名连接真正的自旋与层赝自旋双层WSe 2。在偏振分辨光致发光测量中，我们观察到由圆和线偏振光产生的中性和带电激子的大自旋取向，在大的垂直电场下，三振子光谱分裂成双峰。这些观测结果可以用自旋和层赝自旋锁定在一个给定的谷来解释。由于上下自旋态位于相对的层中，自旋弛豫基本上被抑制，而双重态作为由层间偏压引起的电诱导自旋分裂的表现而出现。在圆偏振光和线偏振光激发下观察到的trion双重态的独特行为进一步提供了层间和层内trion物质的光谱证据，这是通过控制层间激子实现范德华异质结构中的光学操纵的有希望的一步。
2013-11-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Mexican Hat and Rashba Bands in Few-Layer van der Waals Materials
各种少层二维材料的价带由布里渊区中的状态环组成。能量-动量关系具有“墨西哥帽”或Rashba色散的形式。二维态密度在带边处或附近是奇异的，带边模密度以阶跃函数的形式突变。模的大的带边密度增强了塞贝克系数、功率因数和热电优值系数ZT。电子和热电性能确定从从头计算为几层III-VI材料的GaAs，GaSe，InS，InSe，为Bi $_{2}$ Se $_{3}$，单层Bi，和双层石墨烯作为垂直场的函数。描述了层间耦合对少层III-VI材料和Bi $_{2}$ Se $_{3}$中这些性能的影响。分析模型提供了对所有这些少层材料相对一致的层相关趋势的洞察。垂直偏置的双层石墨烯可以作为测量这些效应的实验测试平台。
2014-12-05 cond-mat.mtrl-sci
Giant Rashba Splitting and Enhanced Nonlinear Berry-Phase Responses in Sliding-Tunable vdW MXene Heterostructures
Lund University（隆德大学）；LINXS Institute of advanced Neutron and X-ray Science（LINXS先进中子与X射线科学研究所）
研究通过滑动可调的二维MXene异质结构探索强自旋轨道耦合和临近效应工程，发现巨Rashba分裂和增强的非线性Berry相响应，揭示了机械调控对交换-自旋轨道耦合相互作用和能隙的连续调控作用。
2026-05-10 cond-mat.mtrl-sci
Dynamic Rashba-Dresselhaus Effect
Rashba-Dresselhaus效应是半导体中双简并带极端的分裂，伴随着反向旋转自旋纹理和自旋动量锁定的出现。在这里，我们研究这种效果是如何修改晶格振动。我们发现，在中心对称的非磁性晶体，其中的大量Rashba-Dresselhaus效应是完全禁止的，电子-声子相互作用可以诱导声子辅助的，动态的Rashba-Dresselhaus自旋分裂的存在下，一个平衡的声子人口。特别是，我们展示了如何Rashba，Dresselhaus，或Weyl自旋纹理可以选择性地建立驱动相干红外活性声子，我们进行从头计算来量化这种效果的卤化物钙钛矿。
2021-12-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Engineering three-dimensional topological insulators in Rashba-type spin-orbit coupled heterostructures
拓扑绝缘体代表一类新的量子相，由不变对称性和自旋轨道耦合定义，保证其表面的金属狄拉克激发。这些状态的发现引发了实现非平凡的激发和新颖的效果，如磁电效应和拓扑马约拉纳激发的希望。在这里，我们发展了一个理论形式主义，表明三维拓扑绝缘体可以通过堆叠的二维费米气体的双层结构与相反的Rashba型自旋轨道耦合相邻层，并与层间量子隧穿人工设计。我们证明，在沿（001）方向生长的双层堆叠，一个非平凡的拓扑相变发生以上的Rashba双层的临界数量。在拓扑阶段，我们发现在$Γ$ -点形成一个单一的自旋极化狄拉克锥。这种方法提供了一种在充分利用原子层沉积方法的设置中设计人造拓扑绝缘体的可访问方式。这种设计原理是可调的，也使我们能够绕过大块晶体几何形状所施加的限制。
2013-05-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Anatomy of spin-orbit-torque-assisted magnetization dynamics in Co/Pt bilayers: Importance of the orbital torque
本研究结合第一性原理计算与原子尺度自旋动力学模拟，定量分析Pt/Co双层膜中的自旋与轨道矩，揭示被忽视的诱导轨道矩及界面Pt矩对磁化翻转的关键作用。
2025-10-04 cond-mat.mtrl-sci
Effect of Rashba spin-orbit coupling on topological phases in monolayer ZnIn2Te4
以单层ZnIn2Te4为案例，研究了内禀与Rashba自旋轨道耦合的竞争，确定了Rashba自旋劈裂与量子自旋霍尔相共存的条件，为设计增强自旋电子学能力的拓扑绝缘体提供指导。
2025-06-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Direct comparison of current-induced spin polarization in topological insulator Bi2Se3 and InAs Rashba states
三维拓扑绝缘体（TI）具有时间反转对称性保护的线性色散狄拉克表面态。在TI表面的能带弯曲也可能导致共存的平凡的二维电子气（2DEG）状态与抛物线的能量色散，存在作为自旋分裂对由于Rashba自旋轨道耦合（SOC）。一个偏置电流预计将产生自旋极化在这两个系统所产生的螺旋自旋动量锁定。然而，它们的诱导自旋极化预计在幅度和符号上都不同。在这里，我们比较偏置电流产生的自旋极化在Bi2Se3（111）膜狄拉克表面状态与平凡的2DEG状态共存的自旋电位测量，与相同的测量InAs（001）样品，只有平凡的2DEG状态存在。我们观察到自旋极化所产生的自旋动量锁定在这两种情况下，相反的符号的自旋电压。我们提出了一个模型的基础上自旋相关的电化学势直接推导出预期的TI表面状态的迹象，并明确地表明，占主导地位的贡献电流产生的自旋极化测量的TI是从狄拉克表面状态。Dirac和Rashba 2DEG状态的螺旋自旋纹理的这种直接电访问是朝着下一代基于TI和SOC的量子器件中的自旋的电操纵迈出的一步。
2016-05-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Two-Dimensional Topological Insulator State and Topological Phase Transition in Bilayer Graphene
我们发现，门控双层石墨烯主机强拓扑绝缘体（TI）相Rashba自旋轨道（SO）耦合的存在下。我们发现，在保持时间反演对称性的情况下，栅控双层石墨烯对于小的Rashba SO耦合$λ_{\mathrm{R}}$是量子谷霍尔绝缘体，当$λ_{\mathrm{R}} > \sqrt{U^2+t_\bot^2}$（其中$U$和$t_\bot$分别为层间势和隧穿能）时，栅控双层石墨烯跃迁到强的TI.与传统的量子自旋霍尔态不同，我们的强TI相的边缘模式表现出自旋和谷滤波，因此共享量子自旋霍尔和量子谷霍尔绝缘体的属性。强TI相在弱石墨烯本征SO耦合的存在下保持稳健。
2011-09-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
Slab Thickness Dependence of Rashba Splitting on Au(111) Surface: First-Principles and Model Analyses
利用第一性原理计算，研究了Au（111）表面自旋分裂与原子层数$N$的关系.当原子层的板足够厚时，较低的分裂态具有远离$\barΓ$的最小值，这被称为Rashba效应。随着层数的减少，最小值接近$\barΓ$，并且对于$N \leq 14$，它位于$\barΓ$。这种交叉进行了详细分析，使用两种模型：紧束缚模型和双层近自由电子模型。结果表明，表面能带色散的特征是两侧表面态干涉和自旋轨道相互作用相互竞争的结果。
2011-05-20 cond-mat.mtrl-sci
Spin-momentum locking and ultrafast spin-charge conversion in ultrathin epitaxial Bi$_{1-x}$Sb$_x$ topological insulator
三维拓扑绝缘体表面态的螺旋性在自旋电子学中引起了极大的关注，这是由于自旋-动量锁定，其中载流子的自旋垂直于它们的动量。这种性质可以提供一种有效的方法，通过Rashba-Edelstein效应将电荷电流转换为自旋电流，反之亦然。然而，这些表面状态的自旋-电荷转换的实验签名是非常困难的解开从体状态的贡献。在这里，我们结合自旋和角度分辨的光电子能谱，时间分辨的太赫兹发射光谱，以明确地表明，自旋电荷转换产生的Bi $_{1-x}$ Sb $_x$薄膜的表面状态，下降到几个纳米的限制效应出现。我们关联这个大的转换效率，通常在重金属的体自旋霍尔效应的水平，复杂的费米表面从逆Rashba-Edelstein响应的理论计算获得。我们证明了这一点，薄膜厚度下降到几个纳米，在外延Bi $_{1-x}$ Sb $_x$薄膜的表面状态鲁棒性和相当大的转换效率带来了新的前景，超低功率磁随机存取存储器和宽带太赫兹产生。
2023-03-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
Entanglement and manipulation of the magnetic and spin-orbit order in multiferroic Rashba semiconductors
电子本征态、自旋和轨道自由度之间的相互作用，以及对称性的基本破缺，是目前最令人兴奋的研究领域之一。多铁性材料如（GeMn）Te满足这些要求，由于同一系统中铁磁和铁电序之间的共存和耦合，提供了不寻常的物理性质。本文证明了多铁性（GeMn）Te从其母体铁电体α-GeTe化合物继承了一个与磁交换作用引起的塞曼自旋分裂相竞争的三维体态的巨大Rashba分裂。铁电体和铁磁极化的共线排列导致在Rashba带的狄拉克点周围的可调谐塞曼间隙的开口高达100 meV，再加上自旋织构的变化通过纠缠的磁性和自旋轨道顺序。通过磁场的应用，我们用自旋分辨光电能谱实验证明了自旋织构的操纵，这也是基于多铁性耦合的电场所期望的。自旋螺旋的带和它的锁定铁磁和铁电秩序的控制打开迷人的新途径，高度多功能的多铁性Rashba设备适合可重编程逻辑和/或非易失性存储器应用。
2016-06-05 cond-mat.mtrl-sci
Tuning of the Rashba effect in Pb quantum well states via a variable Schottky barrier
低维系统中的自旋-轨道相互作用（SOI）导致了自旋-动量锁定的迷人特性。在Rashba系统中，垂直于二维（2D）电子气平面的反转对称性被打破，产生费米表面自旋纹理，让人联想到不同半径的自旋涡旋。这可以在基于自旋的场效应晶体管（spin-FET）中利用，其中Rashba系统在铁磁（FM）源极和漏极电极之间形成2D沟道。当通过Rashba沟道传播时，电子自旋进动，并且自旋取向（反）平行于漏极，从而产生（低）高电导率。关键是通过外部参数来调整动量分裂，从而调整进动角的可能性。在这里，我们表明，这可以实现在铅量子阱状态通过掺杂的肖特基势垒的依赖性，开辟了太赫兹自旋FET的可能性。
2013-02-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Surface Rashba-Edelstein Spin-Orbit Torque Revealed by Molecular Self-Assembly
我们报告的观察自旋轨道力矩（SOT）起源于表面Rashba-Edelstein效应。我们发现，在一个典型的自旋-轨道电子系统，Pt/Co双层，SOT可以操纵的分子自组装在Pt表面。这表明Pt表面的Rashba自旋-轨道耦合产生了相当大的SOT，这被强的体和界面自旋-轨道耦合所隐藏。我们表明，表面Rashba-Edelstein SOT的分子调谐是一致的密度泛函理论计算。这些结果说明了表面自旋-轨道耦合在SOT产生中的关键作用，它改变了金属自旋-轨道电子器件的前景。
2020-04-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Giant Rashba splitting in PtTe/PtTe$_2$ heterostructure
本文提出通过热退火将中心对称PtTe$_2$双层转变为PtTe/PtTe$_2$异质结以打破反演对称性，并实验观测到Rashba系数为1.8 eV·Å的巨自旋劈裂，为TMDC薄膜在自旋电子学中的应用提供了新途径。
2025-04-09 cond-mat.mtrl-sci
Interfacial Dzyaloshinskii-Moriya interaction and spin-orbit torque in Au1-xPtx/Co bilayers with varying interfacial spin-orbit coupling
界面自旋-轨道耦合（SOC）在Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用（Dzyaloshinskiii-Moriya interaction）和类阻尼自旋-轨道矩（τDL）中的定量作用，经过十多年的深入研究，仍然没有得到解决。在这里，我们报告了一个结论性的实验证据表明，由于界面轨道杂化的关键作用，界面电荷密度不一定是界面SOC的线性函数，例如在Au 1-xPtx/Co界面处，界面SOC可以通过强烈的成分（x）依赖的自旋轨道邻近效应显著调谐，而不改变体SOC和Au 1-xPtx层的电负性。我们还发现Au_（1-x）Ptx/Co双层膜中的τDL随x的变化与界面SOC有明显的不同，表明界面Rashba-Edelstein效应对τDL没有重要的贡献。
2021-07-10 cond-mat.mtrl-sci
Quantum Hall Effect Measurement of Spin-Orbit Coupling Strengths in Ultraclean Bilayer Graphene/WSe2 Heterostructures
我们研究了双层石墨烯/少层WSe 2异质结器件中邻近诱导的自旋轨道耦合（SOC）。接触模式原子力显微镜（AFM）清洁产生超清洁界面和高迁移率器件。在垂直磁场中，通过测量量子霍尔效应确定了面外Ising和面内Rashba SOC的Landau能级结构.当采用双栅极独立调节电荷密度和位移场时，会出现明显的Landau能级交叉图案，这源于层选择性SOC邻近效应.通过分析朗道能级交叉点和测量的朗道能级间能隙，得到了邻近诱导的SOC能量尺度。Ising SOC为~ 2.2 meV，比石墨烯中的本征SOC高100倍，而其符号与预测SOC依赖于层间扭转角的理论一致。Rashba SOC约为15 meV。最后，我们推断了朗道能级间库仑相互作用对磁场的依赖性。这些超净双层石墨烯/WSe 2异质结构提供了一个高迁移率的系统，有可能实现新的拓扑电子状态和操纵纳米结构中的自旋。
2019-09-24 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
Spin Hall effect versus Rashba torque: a Diffusive Approach
电流驱动的重金属/铁磁体双层膜中的单个铁磁体的磁化动力学最近已经实现。在这项工作中，自旋力矩引起的所谓的Rashba自旋轨道耦合和自旋霍尔效应被认为是在一个扩散模型。的铁磁体和重金属的厚度作为一个函数的扭矩的依赖性进行了分析。我们表明，（i）这两个扭矩的形式${\bf T}=T_{||}{\bf m}\times{\bf y}+T_\bot{\bf m}\times({\bf y}\times{\bf m})$，（ii）的比例$T_{||}/T_\bot$强烈依赖于层的厚度和（iii）的自旋扭矩的厚度依赖性提供了一个指示的起源（Rashba-或自旋霍尔效应-诱导）的自旋扭矩。
2012-04-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Twistronics of Janus transition metal dichalcogenide bilayers
二维材料的扭曲多层膜是研究物质量子相，特别是强关联电子的重要平台。由层间相对扭曲引入的莫尔图案产生长波长的有效电势，导致电子局域化。然而，与丰富的2D材料相反，迄今为止很少有扭曲异质结构被研究。在这里，我们发展了第一原理连续介质理论来研究扭曲Janus过渡金属二硫属化物（TMD）同质和异质双层膜的莫尔条纹引入的电子带。该模型包括晶格弛豫，堆叠相关的有效质量，和Rashba自旋轨道耦合。然后，我们进行了高通量的生成和表征DFT提取的连续模型的材料和堆叠的一百多种可能的组合。我们的模型预测，莫尔物理和涌现对称性取决于化学成分，垂直层方向，和扭曲角，使迷你带波函数可以形成三角形，蜂窝状，和Kagome网络。这些系统特有的Rashba自旋轨道效应可以在小角度处支配莫尔带宽。我们的工作使详细调查的Janus扭曲异质结构，允许发现和控制新的电子现象。
2022-12-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
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
Orbital pseudospin-momentum locking in two-dimensional chiral borophene
近年来，在Rashba和拓扑绝缘体（TI）表面态中发现了由于自旋-轨道耦合（SOC）引起的轨道织构。在这里，我们预测了一个$p_x/p_y$轨道织构，在线性色散狄拉克带，产生在$χ$ - $h_0$硼手性单层的K/K'点。结合第一性原理计算和有效哈密顿量，我们证明了轨道赝自旋的方向与动量的锁定方式类似于TI的自旋纹理。此外，考虑到层赝自旋自由度，该晶格允许具有相等或相反手性的层的堆叠。反过来，我们通过设计的堆叠和外部电场控制的轨道纹理和层的本地化。例如，对于相反的手征性堆叠，电场允许轨道纹理狄拉克锥的开/关切换。
2019-08-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Coupled spin-valley, Rashba effect and hidden persistent spin polarization in WSi$_2$N$_4$ family
实验成功地合成了新型二维材料MoSi $_2$ N $_4$和WSi $_2$ N $_4$，并从理论上预测了各种类似结构。在这里，我们报告的电子性质，特别关注的带分裂WA $_2$ Z $_4$（A=Si，Ge; Z=N，P，As），使用国家的最先进的密度泛函理论和多体微扰理论（在G $_0$ W $_0$和BSE的框架内）。由于反转对称性破缺和强的自旋轨道耦合效应，我们在第一布里渊区（BZ）的拐角处检测到耦合的自旋谷效应。此外，我们观察到立方和线性分裂带周围的$Γ$和M点，分别。有趣的是，面内镜像对称性（$σ_h$）和任意$k$点的约化对称性，强制持续自旋织构（PST）发生在整个BZ。我们诱导Rashba分裂通过打破$σ_h$通过一个面外电场（EEF）。W原子的反转非对称性在中心对称层状体材料中引入了隐藏的自旋极化。因此，自旋层锁定效应，即能量退化的相反自旋空间上分离的顶部和底部W层，已被确定。我们的低能$k.p$模型表明，沿M-K线的PST对EEF和层厚度是鲁棒的，使得它们适合于自旋电子学和谷电子学中的应用。
2022-07-30 cond-mat.mtrl-sci
Interface controlled Berry phase and anisotropic spin-charge conversion in altermagnet-topological insulator bilayers
Indian Institute of Technology Roorkee（印度理工学院鲁尔基分校）
通过界面自旋翻转隧道效应调控 d 波交替磁体-拓扑绝缘体双层，实现各向异性自旋-电荷转换及拓扑相变。
2025-12-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
All-Electrical Layer-Spintronics in Altermagnetic Bilayer
本研究提出反铁磁双层膜的层-自旋锁定方案，通过第一性原理计算证实CrS双层膜可利用面外电场实现室温下87%的可反转自旋极化，开创了层自旋电子学的新方向。
2024-09-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
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
Observation of the unidirectional magnetoresistance in antiferromagnetic insulator Fe2O3/Pt bilayers
本研究在反铁磁绝缘体Fe₂O₃/Pt双层结构中观测到负值单向磁阻（UMR），揭示其与界面Rashba耦合的关联及与USMR的竞争关系，拓展了反铁磁自旋电子器件的应用方向。
2023-04-29 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Valley polarization, Rashba interaction, and weak altermagnetism in inversion-asymmetric MnPS$_\text{3}|$WS$_\text{2}$ van der Waals heterostructures
Indian Institute of Science Education and Research Bhopal（印度科学教育研究所博帕尔分校）
研究由MnPS$_3$单层和WS$_2$单层形成的vdW异质结构，通过第一性原理计算，发现其界面有丰富相互作用现象，电子结构和能带排列可调，能控制交变磁相和谷分裂，是自旋和谷电子学应用的高可调平台。
2026-07-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Observation of the Orbital Rashba-Edelstein Magnetoresistance
本文报道了在坡莫合金（Py）/氧化态Cu（Cu*）异质结中观测到的源于轨道角动量输运的磁电阻效应：轨道Rashba-Edelstein磁电阻效应。MR的角度依赖性取决于感应OAM和磁化之间的相对角度，其方式与自旋霍尔磁阻（SMR）类似。尽管没有大的自旋轨道耦合的元素，我们发现一个相当大的MR比，这是在传统的SMR，需要重元素。通过改变Cu* 层的厚度，我们确认界面是负责MR，这表明轨道Rashba-Edelstein效应是负责OAM的产生。通过Py厚度依赖性的研究，我们发现，Py的自旋扩散和自旋退相长度的有效值是显着大于在Py / Pt双层膜中测得的值，大约由2和4的因素，分别。这意味着，另一种机制超出了传统的自旋为基础的情况是负责在Py / Cu* 结构中观察到的MR起源于一个相当大的OAM传输。我们的研究结果不仅明确地证明了电流引起的扭矩，而不使用任何重元素通过OAM通道，但也提供了一个重要的线索，对微观的理解的作用，OAM运输可以发挥磁化动力学。
2021-05-11 cond-mat.mtrl-sci
Clear variation of spin splitting by changing electron distribution at non-magnetic metal/Bi2O3 interfaces
在Rashba界面处的大的自旋分裂，产生强的自旋-动量锁定，对于有效的自旋-电荷转换是必不可少的。最近，已经发现Cu/Bi 2 O3界面表现出类似于具有大Rashba自旋分裂的Ag/Bi界面的有效的自旋-电荷转换。然而，设计用于有效转换的金属/氧化物界面的指导原则尚未阐明。在这里，我们报告了强烈的非磁性（NM）材料的依赖性在NM/Bi 2 O3接口的自旋分裂。我们利用自旋泵技术将自旋电流注入到界面，并评估了界面自旋电荷转换的大小。我们观察到大的调制和符号变化的转换系数，这对应于自旋分裂的变化。我们的实验结果与第一性原理计算一起表明，这种大的变化是由界面附近的材料相关的电子分布引起的。结果表明，通过调节界面功函数的差异来控制界面电子分布，可以有效地调节界面自旋电荷转换和Rashba参数的大小和符号.
2018-03-19 cond-mat.mtrl-sci
Theory of light-induced effective magnetic field in Rashba ferromagnets
基于最近的导电铁磁薄膜的全光磁化反转实验，我们利用非平衡态理论计算了短脉冲激光在Rashba铁磁体中产生的有效磁场。对这种效应的主要贡献来自于自旋分裂子带之间的直接光学跃迁。由此产生的有效磁场与杂质散射率成反比，并且在Co/Pt双层膜等系统中可以达到几特斯拉的幅度。我们证明了铁磁系统中的总光感生有效磁场是两个贡献之和：一个是磁化强度的偶函数，与螺旋度相关;一个是磁化强度的奇函数，与螺旋度无关.自旋-轨道相互作用的主要作用是拓宽直接光学跃迁的频率范围。
2016-07-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Nonlinear spin and orbital Rashba-Edelstein effects induced by a femtosecond laser pulse: Simulations for Au(001)
本研究通过紧束缚模型模拟飞秒激光脉冲在Au(001)表面诱导的非线性自旋和轨道Edelstein效应，揭示两者响应差异及伴随的霍尔效应，为自旋电子学器件设计提供指导。
2025-10-07 cond-mat.mtrl-sci
Absence of significant spin current generation in Ti/FeCoB bilayers with strong interfacial spin-orbit coupling
经过近十年的理论和实验研究，金属磁性界面上的界面自旋轨道耦合（ISOC）能否有效地产生自旋电流仍存在争议。在这里，利用Ti/FeCoB双层膜，是独特的可忽略的散装自旋霍尔效应和强可调ISOC，我们建立了没有显着的电荷-自旋转换在磁性界面通过自旋-轨道过滤效应或Rashba-Edelstein（类）效应，即使当ISOC是强于一个典型的Pt/铁磁体接口，可以促进强垂直磁各向异性。我们还发现在三维Ti中存在一个极小的轨道霍尔效应。
2021-02-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Coupled Real- and Momentum-Space Topology in Symmetry-Locked Bilayer Altermagnet
Hebei University of Technology（河北工业大学）；Arizona College of Technology at Hebei University of Technology（河北工业大学亚利桑那科技学院）；Hebei Engineering Laboratory of Photoelectronic Functional Crystals, Hebei University of Technology（河北工业大学光电功能晶体河北省重点实验室）
本研究提出了一种对称锁定的双层交替磁体，实现了实空间与动量空间拓扑结构的耦合，解决了反Skyrmion的Hall角消失问题，为拓扑自旋电子学提供了新平台。
2026-02-28 cond-mat.mtrl-sci
Approximate SU(4) spin models on triangular and honeycomb lattices in twisted AB-Stacked WSe$_2$ homo-bilayer
本文利用连续介质模型和Wannier轨道构造方法，导出了AB-堆叠扭曲WSe $_2$同质双层薄膜窄莫尔带的晶格模型。以前的工作表明，一个近似的SU（4）哈伯德模型可以通过结合自旋和层，因为层间隧穿抑制由于自旋$S_z$守恒。然而，Rashba自旋轨道耦合（SOC）被忽略在以前的分析。在这里，我们表明，一个Rashba SOC的合理幅度可以诱导有限的，但非常小的层间跳跃在最终的晶格哈伯德模型。在全填充$n=1$，我们推导出一个自旋层模型的三角形晶格在大U极限的层间隧道有助于作为一个亚晶格依赖的横向伊辛场的层赝自旋。然后，我们表明，$n=2$莫特绝缘体也被捕获的近似SU（4）自旋模型，但现在蜂窝晶格。我们评论的可能性狄拉克自旋液体（DSL）和竞争相由于SU（4）各向异性条款。
2023-02-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
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
A sturdy spin-momentum locking in a chiral organic superconductor
本文实验发现手性有机超导体中存在巨大的电致磁手性各向异性与超导二极管效应，揭示出超越能带理论预期的坚固自旋-动量锁定，表明手性系统存在未知的自旋极化驱动力。
2025-01-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Direct evidence of hidden local spin polarization in a centrosymmetric superconductor LaO$_{0.55}$F$_{0.45}$BiS$_2$
传统的Rashba自旋极化是由强自旋轨道相互作用（SOI）和空间反转不对称性的组合引起的。尽管LaOBiS $_2$系统具有中心对称的晶体结构，但最近的理论预测LaOBiS系统中存在Rashba和Dresselhaus型自旋分裂态，这是由于激活BiS $_2$层的局域反转不对称性造成的.利用高分辨自旋和角分辨光电子能谱研究了LaO $_{0.55}$ F $_{0.45}$ BiS $_2$的电子能带结构和自旋织构。我们的研究为价带和导带在X点附近的局域自旋极化提供了直接的光谱证据。特别是在导带中首次观察到了类Rashba和类Dresselhaus自旋织构的共存。这一发现对于双栅自旋场效应晶体管（SFET）的制备具有重要意义。此外，自旋分裂带导致自旋-动量锁定费米面，由此出现新的超导性。我们的实验不仅拓展了自旋电子材料的研究范围，而且加深了人们对SOI相关超导性的理解。
2017-05-05 cond-mat.mtrl-sci
Gate-tunable imbalanced Kane-Mele model in encapsulated bilayer jacutingaite
本文从第一性原理出发，研究了自由、封端和包封的双层紫顶云母Pt $_2$ HgSe $_3$。而独立的双层是一个大的间隙平凡绝缘体，我们发现，封装的结构有一个小的平凡的间隙，由于亚晶格对称性破缺和亚晶格依赖的次近邻跳跃之间的竞争。当施加小的垂直电场时，封装的双层经历朝向量子自旋霍尔绝缘体的拓扑转变。我们发现，这种拓扑转变可以定性地理解，通过建模的两个层的非耦合和描述的不平衡凯恩-梅勒模型，考虑到子晶格的不平衡和相应的反转对称性破缺在每一层。在这张照片中，双层jacutingaite经历了从0+0状态的转变，其中每一层都是平凡的，到0+1状态，其中依赖于Rashba类自旋轨道耦合的不寻常拓扑状态只出现在其中一层中。
2021-04-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
