室温下石墨烯-拓扑绝缘体范德瓦耳斯异质结构中栅极可调的自旋伽伐尼效应
介观与纳米尺度物理
2020-08-10 v2 材料科学
应用物理
摘要
拓扑物态中独特的电子自旋纹理有望用于新兴的自旋轨道驱动存储器与逻辑技术。然而，在提升其性能、电学栅极可调性、来自平庸体态的干扰以及异质结构界面等方面存在若干挑战。我们通过将二维石墨烯与三维拓扑绝缘体（TI）集成于范德瓦耳斯异质结构中来应对这些挑战，以利用它们非凡的自旋电子学性质并设计邻近诱导的自旋-电荷转换现象。在这些异质结构中，我们在室温下实验演示了栅极可调的自旋伽伐尼效应（SGE），可实现将非平衡自旋极化高效转换为横向电荷电流。通过自旋开关、自旋进动和磁化旋转实验对各种器件几何结构中的 SGE 进行系统测量，确立了 Gr-TI 异质结构中自旋-电荷转换的稳健性。重要的是，利用栅极电压，我们揭示了自旋伽伐尼信号幅值与符号的强电场可调性。这些发现为利用 TI 和石墨烯在异质结构中实现全电学且栅极可调的自旋轨道技术提供了一条有效途径，可提升自旋电子学电路的性能并降低功耗。
引用
@article{arxiv.1910.06760,
title = {Gate-tunable Spin-Galvanic Effect in Graphene Topological insulator van der Waals Heterostructures at Room Temperature},
author = {Dmitrii Khokhriakov and Anamul Md. Hoque and Bogdan Karpiak and Saroj P. Dash},
journal= {arXiv preprint arXiv:1910.06760},
year = {2020}
}