WS$_2$/LaMnO$_3$ 异质结中增强的谷极化
材料科学
2023-02-23 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
单层过渡金属硫族化合物因在谷电子学中的潜在应用而备受关注。然而，由于谷间散射，其谷极化度通常不高。本文中，我们利用 WS/LaMnO 薄膜异质结，在 4.2 K 非共振激发下使单层 WS 的谷极化大幅增强至 80%，远高于其在 SiO/Si 衬底上 15% 的谷极化。此外，增强的谷极化可维持至约 160 K 的高温，此时谷极化为 53%。谷极化的温度依赖性与 LaMnO 的热磁曲线强相关，表明 WS 与 LaMnO 间存在激子-磁子耦合。我们引入一个简单模型阐明其 underlying 机制。通过在异质结中观测到具有相反谷极化的两个层间激子，进一步确认了 WS 与 LaMnO 的耦合，这源于单层过渡金属硫族化合物中自旋轨道耦合引起的导带分裂。我们的结果为通过铁磁性范德瓦耳斯工程调控过渡金属硫族化合物的谷电子性质提供了一条途径，为实用化谷电子应用铺平了道路。
引用
@article{arxiv.2112.07321,
title = {Enhanced valley polarization in WS$_2$/LaMnO$_3$ heterostructure},
author = {Jianchen Dang and Mingwei Yang and Xin Xie and Zhen Yang and Danjie Dai and Zhanchun Zuo and Can Wang and Kuijuan Jin and Xiulai Xu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2112.07321},
year = {2023}
}
备注
15 pages, 5 figures