在缺乏反转对称性的质料中,自旋-轨道耦合Spin-orbit coupling,在动量空间中引发了一种独特情势的塞曼相互作用:电子的自旋被锁定在一个动量为奇数的有效磁场上。由此产生的电子动量与其自旋之间的相互联系导致了各种效应,如电偶极自旋共振、各向异性自旋弛豫和Aharonov–Casher效应,但也导致了电驱动和光驱动的自旋电流效应。
在过去15年里,拓扑质料的出现,通过引入复杂情势的自旋织构和轨道杂化,拓宽了这一研究领域。
Rashba-like物理学的广阔领域,现在正在蓬勃发展,不但对自旋-电荷转换等非平衡机制给予了极大关注,而且对非线性输运效应,也备受关注。
克日,德国(Peter Grünberg Institut and Institute for Advanced Simulation) Gustav Bihlmayer, 法国 艾克斯-马赛大学Aix-Marseille Université) Aurélien Manchon等,在Nature Reviews Physics上发表综述文章,论及了在凝聚态研究的最新希望,主要是利用非中央对称异质结构中,自旋-轨道耦合的独特性子。
Rashba-like physics in condensed matter
凝聚态物质的类Rashba物理学
图1:静电和多少对称破缺,产生了k-反对称轨道动量和类Rashba自旋-轨道耦合。
图2:反转对称破缺和自旋-轨道耦合之间相互作用表示图。
图3:动量空间的自旋和轨道纹理textures。
图4:立方Rashba 效应和EuIr2Si2价态升沉的硅化铱外貌,出现了二维铁磁。
图5:利用Rashba效应的自旋-电荷相互转换。
关键点:1、Rashba效应,是一种将电荷载流子自旋锁定在其动量上的机制,源于反转对称破缺和自旋-轨道耦合的共存。
2、Rashba效应,广泛存在于凝聚态物质中,广泛存在于各种系统和异质结构中,包罗半导体、金属、超导体和相关质料。
3、Rashba效应物理学,是凝聚态物质中几个重要征象劈头,包罗自旋-电荷相互转换、非互易磁电和磁光响应,以及反常非线性效应。
4、根据所思量系统的晶体和磁对称性,可以得到复杂情势的自旋动量锁定和色散,从而产生丰富的征象。
5、Rashba效应的影响远远超出了自旋输运的范畴,是拓扑绝缘体、半金属和超导体中,几个关键概念的底子
文献链接:https://www.nature.com/articles/s42254-022-00490-y
DOI: https://doi.org/10.1038/s42254-022-00490-y
本文译自Nature。
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