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载流子密度依赖的交换增强自旋轨道分裂:单层过渡金属硫化物的研究

介观与纳米尺度物理 2024-10-18 v2 材料科学 其他凝聚态物理

摘要

我们表明,单层半导体性质过渡金属硫化物(TMDs)中的自旋轨道分裂(SOS)因电子间的相互作用而显著增强。这种效应类似于电子 g 因子交换增强,尤其体现在导带电子上(特别是 MoS2_2),且对载流子薄片密度 nn 呈非单调依赖。也就是说,SOS 增强效应在电子填充更高能自旋分裂带时达到峰值,此时密度 nn_* 同时分离了慢(n<nn<n_* 时)与快(n>nn>n_* 时)自旋与轨道 Relax 的 regimes。此外,此密度本身也由增强的 SOS 值决定,使得对交换重整的考量对于分析基于二维 TMDs 的场效应晶体管的自旋电子器件性能至关重要。

关键词

引用

@article{arxiv.2410.12125,
  title  = {Exchange-enhanced spin-orbit splitting and its density dependence for electrons in monolayer transition metal dichalcogenides},
  author = {Igor Rozhansky and Vladimir Fal'ko},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2410.12125},
  year   = {2024}
}