Local symmetry breaking drives picosecond spin domain formation in polycrystalline halide perovskite films
Local symmetry breaking drives picosecond spin domain formation in polycrystalline halide perovskite films
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局部对称性破缺驱动多晶卤化物钙钛矿薄膜中皮秒自旋域的形成
DOI：
10.1038/s41563-023-01550-z
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发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
41.2
通讯作者：
Ashoka A
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Ashoka A
在具有自旋-轨道耦合的半导体中，光致自旋-电荷相互转换可以提供一种不使用外部磁场的光寻址自旋电子学的途径。然而，在结构无序的多晶半导体中，自旋相关电荷电流的存在和作用仍不清楚，这些半导体正在广泛探索用于器件应用。在这里，使用飞秒圆偏振分辨泵浦-探测显微镜多晶卤化物钙钛矿薄膜，我们观察到的光致超快形成的自旋域的微米尺度上形成通过横向自旋电流。光学二次谐波产生和垂直piezoresponse的强度的微米尺度的变化表明，自旋域的形成是由强局部反转对称性破缺通过结构无序的存在下驱动。我们建议，这将导致空间变化的拉什巴一样的自旋纹理，驱动自旋动量锁定电流，导致本地自旋积累。多晶卤化物钙钛矿薄膜中的超快自旋畴形成为纳米级自旋器件物理提供了光学可寻址平台。
Photoinduced spin–charge interconversion in semiconductors with spin–orbit coupling could provide a route to optically addressable spintronics without the use of external magnetic fields. However, in structurally disordered polycrystalline semiconductors, which are being widely explored for device applications, the presence and role of spin-associated charge currents remains unclear. Here, using femtosecond circular-polarization-resolved pump–probe microscopy on polycrystalline halide perovskite thin films, we observe the photoinduced ultrafast formation of spin domains on the micrometre scale formed through lateral spin currents. Micrometre-scale variations in the intensity of optical second-harmonic generation and vertical piezoresponse suggest that the spin-domain formation is driven by the presence of strong local inversion symmetry breaking via structural disorder. We propose that this leads to spatially varying Rashba-like spin textures that drive spin-momentum-locked currents, leading to local spin accumulation. Ultrafast spin-domain formation in polycrystalline halide perovskite films provides an optically addressable platform for nanoscale spin-device physics.
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影响因子：
16.6
作者：
Liu, Xiaojie;Chanana, Ashish;Vardeny, Z. V.
通讯作者：
Vardeny, Z. V.
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作者：
Kim, Young-Hoon;Zhai, Yaxin;Beard, Matthew C.
通讯作者：
Beard, Matthew C.
影响因子：
16.6
作者：
Frohna K;Deshpande T;Harter J;Peng W;Barker BA;Neaton JB;Louie SG;Bakr OM;Hsieh D;Bernardi M
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Feldmann, Sascha;Macpherson, Stuart;Deschler, Felix
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Deschler, Felix