弯曲畸变导致的石墨烯各向异性本征自旋弛豫
介观与纳米尺度物理
2013-09-25 v2 材料科学
摘要
我们提出一种由原子自旋-轨道相互作用与原子晶格弯曲畸变引起的局域曲率共同作用导致的石墨烯本征自旋散射机制。从多轨道紧束缚哈密顿量出发，非微扰地考虑自旋-轨道耦合，推导出狄拉克电子因弯曲畸变导致的自旋散射有效哈密顿量。计算了由弯曲声子和波纹引起的自旋寿命，在室温下得到微秒量级的值。有趣的是，该机制在两个层面上是各向异性的。首先，离面自旋量子化轴和面内自旋量子化轴的弛豫率不同。其次，自旋弛豫率依赖于晶体动量与碳-碳键之间的夹角。此外，自旋寿命也具有谷依赖性。所提出的机制为石墨烯中的自旋寿命设定了上限，并且当能够制造出没有外在自旋弛豫源的高质量样品时，该机制将具有相关性。
引用
@article{arxiv.1202.6216,
title = {Anisotropic intrinsic spin relaxation in graphene due to flexural distortions},
author = {S. Fratini and D. Gosálbez-Martínez and P. Merodio Cámara and J. Fernández-Rossier},
journal= {arXiv preprint arXiv:1202.6216},
year = {2013}
}
备注
extended version with 7 pages, 4 figures and several new results; a numerical error has been corrected leading to longer spin lifetimes than in the previous version