凝聚态物理 > 中尺度与纳米尺度物理
[提交于 2024年11月28日
(v1)
,最后修订 2025年4月22日 (此版本, v2)]
标题: 二维Janus$1T^{'}$ $MXX'$ ($M$ = Mo, W; $X\neq X'$= S, Se, Te) 中具有倾斜持续自旋纹理的各向异性自旋分裂态,由表面合金化控制
标题: Anisotropic spin-split states with canted persistent spin textures in two-dimensional Janus $1T^{'}$ $MXX'$ ($M$ = Mo, W; $X\neq X'$= S, Se, Te) controlled by surface alloying
摘要: 基于二维钨的过渡金属二硫属化物(TMDCs),$MX_{2}$($M$:W,Mo;$X$:S,Se,Te)单层(MLs)具有$1T'$结构,作为重要的带隙量子自旋霍尔绝缘体。 然而,由于这些晶体的中心对称性质,自旋简并在整个电子能带结构中仍然存在,限制了它们在自旋电子学应用中的潜力。 通过将TMDCs ML表面的硫属元素($X$)原子进行修改,以创建高度稳定的Janus$MXX'$ML结构,我们通过密度泛函理论计算证明,可以实现电子态的显著自旋分裂。 以Janus$1T'$WSTe ML为例,我们识别出明显的各向异性自旋分裂能带,最大自旋分裂分别出现在最高占据态和最低未占据态,分别为0.14 eV和0.10 eV。 这些显著的能带分裂导致自旋极化中出现倾斜的持续自旋纹理(PST),这与通常研究的PST材料中的情况有显著不同。 我们证明,这种复杂的自旋分裂和独特的自旋纹理源于钨 (W) 与硫属元素原子 (Te 和 Se) 之间的强面内$p-d$轨道相互作用,这是由晶体点群的对称性降低所驱动的。 进一步分析使用了从对称性考虑中得出的$\vec{k}\cdot\vec{p}$模型,证实了观察到的各向异性自旋分裂和倾斜 PST 的起源。 自旋分裂状态对由于表面合金化效应引起的表面缺陷非常敏感,例如单层表面上硫属元素组成的波动。 这些发现强调了 Janus$1T'$ $MXX'$ 单层作为下一代自旋电子器件的有前途候选者的潜力。
文献和引用工具
与本文相关的代码,数据和媒体
alphaXiv (什么是 alphaXiv?)
CatalyzeX 代码查找器 (什么是 CatalyzeX?)
DagsHub (什么是 DagsHub?)
Gotit.pub (什么是 GotitPub?)
Hugging Face (什么是 Huggingface?)
带有代码的论文 (什么是带有代码的论文?)
ScienceCast (什么是 ScienceCast?)
演示
推荐器和搜索工具
arXivLabs:与社区合作伙伴的实验项目
arXivLabs 是一个框架,允许合作伙伴直接在我们的网站上开发和分享新的 arXiv 特性。
与 arXivLabs 合作的个人和组织都接受了我们的价值观,即开放、社区、卓越和用户数据隐私。arXiv 承诺这些价值观,并且只与遵守这些价值观的合作伙伴合作。
有一个为 arXiv 社区增加价值的项目想法吗? 了解更多关于 arXivLabs 的信息.