Rashba spin-orbit coupling in infinite-layer nickelate films on SrTiO3 (001) and KTaO3 (001)

凝聚态物理 物理 超导电性 材料科学 联轴节(管道) 冶金
作者
Benjamin Geisler
出处
期刊:Physical review 卷期号:108 (22) 被引量:2
标识
DOI:10.1103/physrevb.108.224502
摘要

The impact of spin-orbit interactions in ${\mathrm{NdNiO}}_{2}/{\mathrm{SrTiO}}_{3}$(001) and ${\mathrm{NdNiO}}_{2}/{\mathrm{KTaO}}_{3}$(001) is explored by performing density functional theory simulations including a Coulomb repulsion term. Polarity mismatch drives the emergence of an interfacial two-dimensional electron gas in ${\mathrm{NdNiO}}_{2}/{\mathrm{KTaO}}_{3}$(001) involving the occupation of Ta $5d$ conduction-band states, which is twice as pronounced as in ${\mathrm{NdNiO}}_{2}/{\mathrm{SrTiO}}_{3}$(001). We identify a significant anisotropic ${k}^{3}$ Rashba spin splitting of the respective ${d}_{xy}$ states in both systems that results from the broken inversion symmetry at the nickelate-substrate interface and exceeds the width of the superconducting gap. In ${\mathrm{NdNiO}}_{2}/{\mathrm{KTaO}}_{3}$(001), the splitting reaches 210 meV, which is comparable to Bi(111) surface states. At the surface, the Ni $3{d}_{{x}^{2}\ensuremath{-}{y}^{2}}$-derived states exhibit an unexpectedly strong linear Rashba effect with ${\ensuremath{\alpha}}_{\text{R}}\ensuremath{\sim}125$ meV $\text{\AA{}}$, exemplifying its orbital selectivity. The corresponding Fermi sheets present a reconstructed circular shape due to the electrostatic doping, but undergo a Lifshitz transition towards a cupratelike topology deeper in the film that coincides with a realignment of their spin texture. These results promote surface and interface polarity as interesting design parameters to control spin-orbit physics as well as the superconducting pairing in infinite-layer nickelate heterostructures.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI

祝大家在新的一年里科研腾飞
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
刚刚
song完成签到 ,获得积分10
刚刚
1秒前
武科大发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
2秒前
哄哄发布了新的文献求助10
2秒前
HHW完成签到,获得积分10
3秒前
环丙烷完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
4秒前
筱唐完成签到,获得积分10
4秒前
在水一方应助meizi0109采纳,获得10
5秒前
小小狗完成签到,获得积分10
5秒前
扑火退羽完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
分歧者咋咋完成签到,获得积分10
5秒前
6秒前
小张发布了新的文献求助10
6秒前
宫冷雁发布了新的文献求助10
6秒前
段玉梅发布了新的文献求助10
6秒前
HCT发布了新的文献求助10
6秒前
吴壮完成签到,获得积分0
7秒前
511完成签到 ,获得积分10
7秒前
Nature_PhD完成签到,获得积分10
8秒前
亚当完成签到 ,获得积分10
8秒前
傲娇老五发布了新的文献求助10
8秒前
drywell发布了新的文献求助10
8秒前
Ava应助花花采纳,获得10
9秒前
努力但艰难的哈哈完成签到,获得积分10
9秒前
小zz完成签到,获得积分10
9秒前
lpz完成签到 ,获得积分10
10秒前
10秒前
浅香千雪完成签到,获得积分10
10秒前
糊涂的中恶完成签到,获得积分10
10秒前
huang完成签到,获得积分10
10秒前
路人甲发布了新的文献求助10
11秒前
fun完成签到,获得积分10
12秒前
小马甲应助饭饭采纳,获得10
12秒前
高分求助中
Востребованный временем 2500
The Three Stars Each: The Astrolabes and Related Texts 1000
Les Mantodea de Guyane 800
Mantids of the euro-mediterranean area 700
Plate Tectonics 500
Igneous rocks and processes: a practical guide(第二版) 500
Mantodea of the World: Species Catalog 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 物理化学 催化作用 细胞生物学 免疫学 冶金
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3408577
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3012705
关于积分的说明 8855342
捐赠科研通 2699900
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1480188
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 684219
邀请新用户注册赠送积分活动 678531