超越自旋-1/2:具有时间反演对称性的非中心对称晶体中的多极自旋轨道耦合
该研究团队提出了针对时间反演对称、非中心对称晶体中大总角动量j的强自旋轨道耦合通用多极理论。通过采用适用于重元素p带和d带的j∈{1/2,3/2,5/2}多重态基矢,研究人员系统构建了动量展开至五阶的所有对称性允许自旋轨道耦合项,并将常规自旋织构推广至总角动量织构。对于j>1/2体系,多极自旋轨道耦合会显著重塑费米面,并使布洛赫态拓扑性质呈现能带依赖性,从而产生超越单一Rashba螺旋的各向异性高j织构。该工作通过各能带总角动量涡旋度Wn对这些织构进行分类,识别出具有|Wn|=1,2,5特征的相区,并证明当化学势变化时,这些相区间的交叉会产生增强且非单调的电流诱导自旋极化响应(即Edelstein效应)。研究成果为分析预测无对称中心重元素材料中的多极自旋轨道耦合、总角动量织构及自旋电子学响应提供了基于对称性的理论框架。
量科快讯
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