呈现高迁移率与强自旋轨道耦合的 Bi2O2Se 纳米线
介观与纳米尺度物理
2022-12-22 v3
摘要
我们对高质量 Bi2O2Se 纳米线进行了系统的电输运表征，以阐明其优异的输运特性及在自旋电子学中的进一步应用潜力。通过化学气相沉积法合成的 Bi2O2Se 纳米线呈现高达 1.34*10^4 cm^2V^-1s^-1 的场效应迁移率，并在低背栅电压（Vg）区间表现出弹道输运，观察到电导平台。当通过增大 Vg 进一步提高电子密度时，我们进入相位相干区间并观察到弱反局域化（WAL）。从 WAL 提取的自旋弛豫长度被发现可由栅压调控，范围从约 100 nm 到约 250 nm，并达到比二维对应物（薄片）更强的自旋轨道耦合（SOC）。我们将强 SOC 与栅压可调性归因于表面积累层的存在，其在表面诱导了强反演不对称性。该情形得到两个 Shubnikov-de Haas 振荡频率观察结果的支持，这两个频率对应于两类载流子，一类在表面，另一类在体相。具有高迁移率和强 SOC 的高质量 Bi2O2Se 纳米线可作为未来自旋电子学中极具前景的材料。
引用
@article{arxiv.2209.03124,
title = {Bi2O2Se nanowires presenting high mobility and strong spin-orbit coupling},
author = {Kui Zhao and Huaiyuan Liu and Congwei Tan and Jianfei Xiao and Jie Shen and Guangtong Liu and Hailin Peng and Li Lu and Fanming Qu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2209.03124},
year = {2022}
}
备注
22 pages, 7 figures