H-Pb-Cl中可调控的巨型Rashba自旋劈裂和量子自旋霍尔效应

作者：薛文明^*; 李金^*; 何朝宇; 欧阳滔; 罗朝波; 唐超; 钟建新

来源：Acta Physica Sinica, 2023, 72(05): 371-378.

• 二维拓扑绝缘体
• Rashba自旋劈裂
• 空间反演对称性
• 自旋轨道耦合

具有巨型Rashba自旋劈裂和量子自旋霍尔效应的材料在自旋电子器件应用中具有重要意义.基于第一性原理,提出一种可以将巨型Rashba自旋劈裂和量子自旋霍尔效应实现完美共存的二维(two dimension,2D)六角晶格材料H-Pb-Cl.由于系统空间反转对称性的破坏和本征电场的存在,H-Pb-Cl的电子能带中出现了巨型Rashba自旋劈裂现象(αR=3.78 eV.?).此外,H-Pb-Cl的Rashba自旋劈裂是可以随双轴应力(-16%—16%)调控的.通过分析H-Pb-Cl的电子性质,发现在H-Pb-Cl费米面附近有一个巨大的带隙(1.31 eV),并且体系由于Pb原子的s-p轨道翻转使得拓扑不变量Z2=1,这就表明H-Pb-Cl是一个具有巨大拓扑带隙的2D拓扑绝缘体.我们的研究为探索和实现Rashba自旋劈裂和量子自旋霍尔效应的共存提供了一种优良的潜在候选材料.

• 单位
  湖南工程学院