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Tuning the electrical and optical anisotropy of a monolayer black phosphorus magnetic superlattice

机译：调整单层黑色磷磁性超晶格的电气和光学各向异性

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We investigate theoretically the effects of modulated periodic perpendicular magnetic fields on the electronic states and optical absorption spectrum in monolayer black phosphorus (phosphorene). We demonstrate that different phosphorene magnetic superlattice (PMS) orientations can give rise to distinct energy spectra, i.e. tuning the intrinsic electronic anisotropy. Rashba spin-orbit coupling (RSOC) develops a spin-splitting energy dispersion in this phosphorene magnetic superlattice. Anisotropic momentum-dependent carrier distributions along/perpendicular to the magnetic strips are demonstrated. The manipulations of these exotic electronic properties by tuning superlattice geometry, magnetic field and the RSOC term are addressed systematically. Accordingly, we find bright-to-dark transitions in the ground-state electron-hole pair transition rate spectrum and the PMS orientation-dependent anisotropic optical absorption spectrum. This feature offers us a practical way of modulating the electronic anisotropy in phosphorene by magnetic superlattice configurations and detecting this modulation capability by using an optical technique.
机译：理论上，研究了调制的周期性垂直磁场对单层黑磷（磷烯）中的电子状态和光学吸收光谱的影响。我们证明了不同的磷烯磁性超晶格（PMS）取向可以产生不同的能谱，即调整内在电子各向异性。 Rashba旋转轨道耦合（RSOC）在该磷烯磁性超晶格中发育自旋分裂能量分散体。证明了沿/垂直于磁带的各向异性动量依赖性载体分布。通过调整超晶格几何，磁场和RSOC术语来解决这些异国情调电子特性的操纵。因此，我们在地态电子 - 空穴对转换率谱和PMS取向依赖性各向异性光学吸收光谱中找到明亮到暗的转换。此功能为我们提供了一种通过磁性超晶格配置调制磷烯的电子各向异性的实用方法，并通过使用光学技术来检测该调制能力。

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