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2020-08-28 15:00 |
合肥研究院在空間反演對稱結構中實現光致純自旋流
近日，中國科學院合肥物質科學研究院固體物理研究所計算物理團隊研究員鄭小宏課題組在光致純自旋流研究中獲進展，提出結構具有空間反演對稱而自旋密度具有空間反演反對稱的體系是利用光學伽伐尼效應獲得純自旋流的理想體系，純自旋流的產生不依賴于光子的能量、光的偏振類型或偏振角。相關研究結果發(fā)表在Physical Review B上。 $i&zex{\
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光學伽伐尼效應（Photogalvanic Effect，PGE）是一種非線性光學效應，指在空間結構的反演對稱性破缺的體系中無需施加電壓，僅通過光照即可產生直流電流的現象，其在傳統(tǒng)半導體中得到系統(tǒng)研究，在新興的二維材料中也開始引發(fā)關注。但該效應自提出至今，一直受爭議，科學家認為空間反演對稱破缺是實現光學伽伐尼效應的前提條件，因此到目前為止，幾乎所有的光學伽伐尼效應研究的對象都是空間反演對稱破缺的體系。 )e{ aN+
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研究人員在研究結構具有空間反演對稱、而磁性具有空間反演反對稱體系的光電流時發(fā)現，在看似平靜的沒有凈電荷流動的“表面”下卻暗藏電子的定向流動，自旋向上和自旋向下的電子產生的電流大小相等、方向相反，從而形成純自旋流。這一結果首先在三角形鋸齒邊反量子點修飾的扶手椅型石墨烯納米帶中實現。 AH^/V}9H
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研究人員進一步發(fā)現，在這類體系中，光致純自旋流的產生不依賴于光子的能量、光的偏振類型和偏振角。這是和以往利用光學伽伐尼效應實現純自旋流的類似方案相比具有的優(yōu)勢。以往方案由于建立在體系結構必須具有空間反演對稱破缺的基礎上，因而產生凈電荷流是必然事件，得到純自旋流只是偶然事件，即只能對光源參數進行精密調節(jié)而在某些特定的光子能量或特定的偏振角下得到純自旋流。 f#;>
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