Kajian Spin-split Anisotropik pada Sistem Janus MoSi2P2As2: Kajian Komputasional Berbasis Density Functional Theory

Ahmad Mansyur Kamigero, Moh. Adhib Ulil Absor, S.Si., M.Sc., Ph.D.

2025 | Skripsi | FISIKA

Spin-Orbit Interaction (SOI) tetap menimbulkan dekoherensi dalam transport spin. Salah satu cara untuk mengatasinya adalah dengan material yang memiliki keadaan persistent spin textures (PST). Ji dkk. (2022) melaporkan bahwa PST dapat ditemukan pada material 2D yang memiliki in-plane mirror symmetry, tetapi tanpa simetri inversi dan time-reversal symmetry. Dalam penelitian ini, dilakukan kajian komputasional berbasis Density Functional Theory pada sistem pristine 2D MoSi₂Z₄ (Z = As, P) yang kemudian dibuat struktur janus MoSi₂P₂As₂. Hasil kalkulasi struktur menunjukkan terdapat perubahan point group dari <!--[if gte msEquation 12]>C2h<![endif]--><!--[if !msEquation]--> <!--[endif]--> menjadi <!--[if gte msEquation 12]>Cs<![endif]--><!--[if !msEquation]--> <!--[endif]-->. Kalkulasi struktur elektronik menunjukkan material ini bersifat semimetalik, kemudian struktur spinnya menunjukkan bahwa material ini memiliki karakteristik canted PST. Selain itu, dari pendekatan model efektif k.p diperoleh parameter Rashba sebesar <!--[if gte msEquation 12]>?1,LUS=0.04 eV?<![endif]--><!--[if !msEquation]--> <!--[endif]--> yang mana material ini berpotensi sebagai kandidat transport material pada SFET.

Spin-Orbit Interaction (SOI) still induces decoherence in spin transport. One way to address this issue is by using materials that exhibit persistent spin textures (PST). Ji et al. (2022) reported that PST can be found in 2D materials that possess in-plane mirror symmetry but lack both inversion and time-reversal symmetry. In this study, a computational investigation based on Density Functional Theory was conducted on the pristine 2D MoSi?Z? system (Z = As, P), followed by the construction of a Janus structure, MoSi?P?As?. Structural calculations reveal a change in point group symmetry from <!--[if gte msEquation 12]>C2h<![endif]--><!--[if !msEquation]--> <!--[endif]--> to <!--[if gte msEquation 12]>Cs<![endif]--><!--[if !msEquation]--> <!--[endif]-->. Electronic structure calculations indicate that the material exhibits semimetallic behavior, while the spin structure shows that the material possesses canted PST characteristics. Furthermore, using an effective k·p model approach, a Rashba parameter of <!--[if gte msEquation 12]>?1,LUS=0.04 eV?<![endif]--><!--[if !msEquation]--> <!--[endif]--> was obtained, suggesting that this material holds potential as a candidate for transport material in spin field-effect transistors (SFETs)

Kata Kunci : Density Functional Theory, Spin Orbit Interaction, Material 2D, Janus MoSi?Z4, Persistent spin textures