自旋轨道耦合石墨烯多层膜中自旋与谷的电学调控

由于对数据存储与传输的深远影响，磁性的电学调控一直是自旋电子学界的一项重大技术追求。在此，我们提出并分析了一种利用手性堆叠石墨烯多层膜（如伯纳尔双层石墨烯或菱面三层石墨烯）封装于过渡金属硫族化合物（TMD）衬底之上的电学切换同位旋的新机制。借助 TMD 邻近诱导的自旋轨道耦合，我们展示了通过反转垂直位移场或化学势，实现关联诱导的自旋和/或谷极化的电学切换。我们以解析论证和自洽哈特里-福克数值计算支撑了该方案。最后，我们阐明了 TMD 的相对排列以及顶栅和底栅电压如何用于选择性切换不同的同位旋味，提出关联范德瓦耳斯异质结构作为自旋电子学与谷电子学的一个有前景的平台。