过渡金属硫族化物单层与二维铁磁半导体界面中的电场可切换谷极化、自旋/谷滤波与阀效应
介观与纳米尺度物理
2021-11-15 v1 材料科学
摘要
过渡金属硫族化物单层中的电子谷带来了新颖的物理现象，并可用于设计多功能应用架构。我们提出通过这些体系中的能带工程来调控电子谷，以构建自旋/谷滤波与阀器件。与以往研究广泛使用的磁邻近效应不同，在我们的策略中，电子谷直接与二维铁磁体的自旋极化态耦合。我们发现，由于过渡金属硫族化物单层中的自旋-动量锁定，这种耦合导致了谷选择性的能隙打开。这一物理机制产生了多种意想不到的电子性质与现象，包括半金属性、电场可切换的谷极化，以及过渡金属硫族化物单层中的自旋/谷滤波与阀效应。我们进一步基于第一性原理计算，在 MoTe/CoCl 与 CoCl/MoTe/CoCl 范德瓦耳斯异质结中证明了我们的构想。因此，我们的研究为在过渡金属硫族化物单层中调控电子谷以构建新概念器件提供了一条途径。
引用
@article{arxiv.2111.06535,
title = {Electrically switchable valley polarization, spin/valley filter, and valve effects in transition-metal dichalcogenide monolayers interfaced with two-dimensional ferromagnetic semiconductors},
author = {Ao Zhang and Kaike Yang and Yun Zhang and Anlian Pan and Mingxing Chen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2111.06535},
year = {2021}
}
备注
6 pages, 4 figures