Accidental persistent spin textures in the proustite mineral family
Accidental persistent spin textures in the proustite mineral family
复制标题
普鲁斯特矿物家族中意外的持续旋转纹理
DOI：
10.1103/physrevb.107.035154
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发表时间：
2023
影响因子：
3.7
通讯作者：
Rondinelli, James M.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Koyama, Sean;Rondinelli, James M.
动量空间中的持久自旋织构（PST）具有使自旋电子器件成为可能的潜力，这些自旋电子器件目前受到自旋轨道耦合材料中自旋寿命的限制。我们进行了第一性原理研究的proustite矿物家族，（B= As，Sb; Q = S，Se），并显示这些硫属元素化物表现出nonmaligny保护的PST，我们称之为maligny辅助PST。化学取代可用于调节PST质量和性质，例如，自旋寿命，我们发现，Rashba各向异性标准相关的PST面积和自旋寿命的三个proustites检查。最后，我们表明，一阶有效的SOC哈密顿量，通常用于二维系统，是不足以描述PST状态在所有的proustites，这表明高阶模型是必要的，以充分描述PST在散装三维材料。
Persistent spin textures (PSTs) in momentum space have the potential to enable spintronic devices which are currently limited by spin lifetimes in nonmagnetic spin-orbit coupled materials. We perform a first-principles study on the proustite mineral family,(B= As, Sb; Q = S, Se), and show these chalcogenides exhibit nonsymmetry-protected PSTs, which we refer to as symmetry-assisted PSTs. Chemical substitution can be used to tune the PST quality and properties, e.g., spin lifetime, and we find that a Rashba anisotropy criterion correlates with the PST area and spin lifetime for two of the three proustites examined. Last, we show that a first-order effective SOC Hamiltonian, often used in two-dimensional systems, is insufficient to describe the PST state in all proustites, suggesting that higher order models are necessary to fully describe PSTs in bulk three-dimensional materials.
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