在超薄 MoTe$_2$ 中观察 bulk 与 edge 的无平衡自旋积累的直接观测
介观与纳米尺度物理
2025-07-08 v1 材料科学
摘要
低对称性二维(2D)拓扑材料如 MoTe 寄生高效的电荷到自旋转换(CSC)机制,可用于 novel electronic 与 spintronic 器件。然而,各种 CSC 机制及其与 underlying 晶体对称性之间的关联仍不明确。本工作我们使用 local spin-sensitive electrochemical potential 测量,直接探测 MoTe 薄片中空间依赖的无平衡自旋积累,薄片厚度可达四原子层。我们能够清晰地分离出来自 spin Hall 与 Rashba-Edelstein 效应的贡献,并发现在样品 bulk 与 edges 随着厚度减小而发展出大量 nonconventional spin polarizations。通过 ab-initio 计算,我们构建了一种统一的理解,揭示了所有观察到的 CSC 成分如何与材料维度和堆叠 arrangement 相关。我们的发现不仅阐明了之前对 MoTe 的 CSC 结果,也对未来能够利用该 2D 拓扑材料的 local 与 layer-dependent spin 属性的器件具有重要意义。
引用
@article{arxiv.2507.04437,
title = {Direct observation of distinct bulk and edge nonequilibrium spin accumulation in ultrathin MoTe$_2$},
author = {Fangchu Chen and Kamal Das and Bowen Yang and Chuangtang Wang and Shazhou Zhong and Diana Golovanova and He Ren and Tianyang Wang and Xuan Luo and Yuping Sun and Liuyan Zhao and Guo-Xing Miao and Binghai Yan and Adam W. Tsen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2507.04437},
year = {2025}
}
备注
31pages,19figures