Tunable spin photogalvanic effect in two-dimensional van der Waals ferroelectric semiconductors with spin-orbit coupling

凝聚态物理 自旋轨道相互作用 半导体 范德瓦尔斯力 自旋(空气动力学) 联轴节(管道) 范德瓦尔斯株 铁电性 物理 材料科学 量子力学 范德瓦尔斯半径 电介质 分子 热力学 冶金
作者
Shibo Fang,Min Wang,Xingyue Yang,Zongmeng Yang,Qiuhui Li,Zhaochu Luo,Jing Lü
出处
期刊:Physical review [American Physical Society]
卷期号:109 (19) 被引量:18
标识
DOI:10.1103/physrevb.109.195202
摘要

Spin photogalvanic effect is a nonlinear effect that can generate spin currents through optical excitation in intrinsic semiconductors without parity inversion symmetry. The efficient control of the spin photogalvanic effect is of great significance for the research of computing-in-memory devices. In this work, we investigate the ferroelectric modulation of the spin photogalvanic effect in two-dimensional (2D) van der Waals (vdW) ferroelectric semiconductors with spin-orbit coupling, including the in-plane, out-of-plane, and in-plane/out-of-plane-coupled ferroelectrics. We provide the general form of the spin photogalvanic effect controlled by ferroelectricity in 2D vdW spin-orbit coupling ferroelectric semiconductors by the second-order perturbation theory. In the in-plane ferroelectrics excited by circularly polarized light, we discover an effect where the reversal of the ferroelectric polarization will maintain the spin current unchanged but change the direction of the charge current. We name this effect the hidden spin current modulation. Using first-principles quantum transport simulation, we validate our theory with three cases of the black phosphorus-like Bi (in-plane ferroelectric), monolayer \ensuremath{\alpha}-GeTe (out-of-plane ferroelectric), and $\ensuremath{\alpha}\text{\ensuremath{-}}\mathrm{I}{\mathrm{n}}_{2}\mathrm{S}{\mathrm{e}}_{3}$ (in-plane and out-of-plane coupled ferroelectric). Our study paves the way for the research of next-generation low-dimensional computing-in-memory devices.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
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
椰包完成签到 ,获得积分10
1秒前
YYY完成签到 ,获得积分10
1秒前
坚定的小蘑菇完成签到 ,获得积分10
1秒前
wu完成签到,获得积分10
2秒前
祺屿梦完成签到,获得积分10
2秒前
一个美女完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
hu发布了新的文献求助10
3秒前
笨笨行云完成签到,获得积分10
4秒前
6秒前
大花花完成签到,获得积分10
6秒前
LEETHEO完成签到,获得积分10
6秒前
环境恢复完成签到,获得积分10
6秒前
wangwang完成签到,获得积分10
6秒前
隐形曼青应助小林采纳,获得10
7秒前
Xixi_yuan完成签到,获得积分10
8秒前
狂野的草莓完成签到 ,获得积分20
9秒前
chenhui发布了新的文献求助10
9秒前
刘威完成签到,获得积分10
11秒前
孙一完成签到,获得积分10
12秒前
Fuckacdemic完成签到,获得积分10
12秒前
Lucas应助joleisalau采纳,获得10
13秒前
满秋完成签到 ,获得积分10
13秒前
Liyx123Aa完成签到,获得积分10
13秒前
田様应助zoe采纳,获得10
14秒前
Rita应助qihangyang采纳,获得10
14秒前
科研通AI2S应助qihangyang采纳,获得10
14秒前
15秒前
15秒前
Ava应助qihangyang采纳,获得10
15秒前
烟花应助qihangyang采纳,获得10
15秒前
快乐的鱼完成签到,获得积分10
15秒前
ding应助qihangyang采纳,获得10
15秒前
FashionBoy应助qihangyang采纳,获得10
15秒前
自然妙旋完成签到,获得积分10
15秒前
lv完成签到 ,获得积分10
15秒前
小陀螺完成签到 ,获得积分10
16秒前
16秒前
小玲子完成签到 ,获得积分10
17秒前
沐雨完成签到,获得积分10
19秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Introduction to Helicopter and Tiltrotor Flight Simulation, Second Edition 2500
Developing Genetic Editing Tools for Lysobacter 2000
卤化钙钛矿人工突触的研究 2000
Моделирование процессов самоорганизации в кристаллообразующих системах 1000
History of U.S. Space Surveillance and Satellite Cataloging 1000
Malcolm Fraser : a biography 700
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6512619
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8306067
关于积分的说明 17743620
捐赠科研通 5614443
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2923811
邀请新用户注册赠送积分活动 1901047
关于科研通互助平台的介绍 1762754