锯齿形锡烯纳米带边缘磁化的电学调控

在低维结构中操纵电子和空穴自旋态以用于电子和自旋电子学应用已引起巨大兴趣。我们通过第一性原理计算研究了锯齿形锡烯纳米带的边缘磁耦合和各向异性。考虑到每个边缘显著的自旋轨道耦合和铁磁性，锯齿形锡烯纳米带是绝缘的，其带隙取决于边缘间磁耦合和磁化方向。特别是对于具有面外反铁磁耦合的纳米带边缘，会出现两个非简并的边缘态谷，且自旋简并度可通过横向电场调控，这充分发挥了自旋和谷自由度的优势。更重要的是，磁有序和各向异性均可通过电子和空穴掺杂选择性控制，展示了易于实现的栅极诱导磁调制。这些引人入胜的特征为基于电子和磁电耦合的多自由度设计节能器件提供了一条实用途径。