【摘 要】
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自旋轨道耦合建立了电子内禀自旋属性与电磁相互作用的紧密联系,在自旋电子学领域起着重要作用。自旋织构铁电体（spin-textured ferroelectrics）实现了自旋轨道耦合效应和铁电性的交叉融合,使得非易失性地电控自旋极化成为可能。在本文中,我们以二维铁电体、二维多铁体作为研究对象,利用第一性原理计算,对电子内禀的电荷、自旋和倒易空间的自旋织构间的耦合关系,以及体系的非线性光学性质展开研
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自旋轨道耦合建立了电子内禀自旋属性与电磁相互作用的紧密联系,在自旋电子学领域起着重要作用。自旋织构铁电体（spin-textured ferroelectrics）实现了自旋轨道耦合效应和铁电性的交叉融合,使得非易失性地电控自旋极化成为可能。在本文中,我们以二维铁电体、二维多铁体作为研究对象,利用第一性原理计算,对电子内禀的电荷、自旋和倒易空间的自旋织构间的耦合关系,以及体系的非线性光学性质展开研究。主要内容如下:1.预测了正交型结构的NbOI2单层是一种铁电性和Dresselhaus效应共存的半导体。该体系属于C2v点群,在导带底附近具有Dresselhaus型能带劈裂,且具有单向的面外自旋织构,因此会产生持续自旋螺旋态。当Nb OI2的面内铁电极化方向反转时,其面外方向的自旋织构也会随之发生反转。此外,施加单轴应变可以有效调节Nb OI2单层的带隙值和自旋分裂程度。随着压应力的增大,价带在Γ点处会出现巨大的能带劈裂现象,且Γ点附近仍具有单向的自旋织构,保持了持续自旋螺旋态。2.将自旋轨道耦合效应计入到具有铁电-反铁磁基态结构的二维多铁材料VOX2（X=Cl,Br）单层中,该体系会发生能带劈裂现象,且导带底的能带劈裂程度随着卤素X原子序数增大而增大。导带底和价带顶均具有单向的面外自旋织构,且自旋织构的分布会随面内电偶极矩的反转而反转。VOX2的两个亚稳态的铁电-反铁磁结构也同样具有单向的面外自旋织构。另外,我们预测了VOCl Br单层是具有铁电-反铁磁基态结构的二维多铁双面神（Janus）材料。通过对VOX2、VOCl Br单层的二次谐波产生（SHG）进行系统地研究发现,VOX2和VOCl Br均具有较大的SHG系数零频值,且不同磁结构的SHG零频值具有明显的差异性。
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