自旋谷锁定(Spin–valley locking)在具有局部或全局反转不对称性的过渡金属二醇化物中普遍存在,从而稳定了Ising超导性等性质,并开辟了向“valleytronics”转变的途径。Spin–valley分裂是通过自旋-轨道耦合来实现的,但可以通过施加外部磁场或通过接近耦合来进行调整,然而,迄今为止的研究都只实现了轻微的变化。鉴于此,来自圣安德鲁斯大学的P. D. C. King等人通过使用微观区域空间分辨和角度分辨光发射光谱研究了V插层过渡金属二醇化物V1/3NbS2的电子结构。
文章要点:
1) 该研究的测量分析和相应的密度泛函理论计算表明,体磁阶诱导了表面NbS2层中超过50 meV的giant valley-selective Ising 耦合,相当于施加~250 T磁场;
2) 此外,该研究实现的这一能量尺度与固有的自旋-轨道分裂具有相当的量级,并展现了局部磁矩与过渡金属二氢醇化物单层的巡回态的耦合以提供控制其谷自旋分裂的有力途径。
参考资料:
Edwards, B., Dowinton, O., Hall, A.E. et al. Giant valley-Zeeman coupling in the surface layer of an intercalated transition metal dichalcogenide. Nat. Mater. (2023).
DOI: 10.1038/s41563-022-01459-z
https://doi.org/10.1038/s41563-022-01459-z