具有巨型自旋分裂和持久自旋纹理的二维混合钙钛矿设计

具有大能量分离Δ E ± 的半导体，其能量子带具有不同的自旋期望值（自旋纹理），代表了实现自旋传输和自旋光电性质控制的关键目标。虽然对称性主导的拉什巴自旋分裂及相关的自旋纹理是设计未来基于自旋传输的量子信息技术的最探索途径，但通过访问战略性目标晶体对称性来控制超出拉什巴范式的自旋物理具有重要的前景。本文展示了打破二维有机-无机钙钛矿（2D-OIPs）中基于八面体旋转的传统结构畸变范式如何促进极大的自旋分裂（Δ E ± > 400 meV）和极短自旋螺旋长度的自旋纹理（l PSH ∼ 5 nm）。一个简单的键角差异捕捉了由于畸变引起的全局不对称性，并与第一性原理计算的自旋分裂大小定量相关。考虑到层间耦合的多带有效质量模型提供了一种对特定对称元素如何决定这些多量子阱结构内的层和状态依赖自旋极化的统一理解。这里提出的一般对称性分析方法，以及理性创造具有独特对称模式的2D-OIPs的潜力，为设计下一代光自旋电子学的优秀自旋特性的半导体开辟了途径。