少层石墨烯/2H-TaS2 异质结构中室温下栅极可调谐可逆 Rashba-Edelstein 效应
介观与纳米尺度物理
2020-06-16 v2
摘要
我们报道了在少层石墨烯/2H-TaS2 异质结构中于室温下观测到电流诱导自旋极化,即 Rashba-Edelstein 效应(REE),及其 Onsager 倒易现象——自旋电流效应(SGE)。自旋敏感电学测量揭示了通过外加栅极电压实现的完全自旋极化反转。所观测到的栅极可调谐电荷-自旋转换由 2H-TaS2 与石墨烯之间理想的功函数失配解释,该失配允许强界面诱导 Bychkov-Rashba 相互作用,其自旋能隙达 70 meV,同时保持狄拉克谱在电子与空穴区的本征性质完好。这种非平衡自旋极化矢量的可逆电学生成与控制此前未在非磁性材料中观测到,是具稳健自旋螺旋结构的涌现二维狄拉克费米子的优雅体现。我们的实验发现得到第一性原理相对论电子结构与输运计算的支持,展示了从层状材料设计低功耗自旋逻辑电路的路径。
引用
@article{arxiv.1906.10702,
title = {Gate-Tunable Reversible Rashba-Edelstein Effect in a Few-Layer Graphene/2H-TaS2 Heterostructure at Room Temperature},
author = {Lijun Li and Jin Zhang and Gyuho Myeong and Wongil Shin and Hongsik Lim and Boram Kim and Seungho Kim and Taehyeok Jin and Stuart A. Cavill and Beom Seo Kim and Changyoung Kim and Johannes Lischner and Aires Ferreira and Sungjae Cho},
journal= {arXiv preprint arXiv:1906.10702},
year = {2020}
}
备注
Main text (24 pages, 4 figures) + supplementary material (29 pages, 15 figures). Experimental data for Onsager-reciprocal effect (SGE) added. Title, abstract, main text, references and SM updated