通过弱反局域化探测二维碲中栅极可调的强自旋轨道相互作用
介观与纳米尺度物理
2020-05-20 v1 材料科学
摘要
碲（Te）因其独特的晶体结构自1970年代以来引起了极大的研究兴趣。然而，由于Te晶体本征的p型性质，其导带很少被实验研究。通过原子层沉积介电掺杂技术，我们得以受控地获取Te的导带输运性质。在本文中，我们报道了n型二维（2D）Te薄膜中弱反局域化（WAL）效应的系统性研究。我们发现WAL与Iordanskii、Lyanda-Geller和Pikus（ILP）理论吻合良好。栅极与温度依赖的WAL揭示出自旋弛豫由Dyakonov-Perel（DP）机制主导，而相位弛豫由电子-电子（e-e）相互作用控制。在T=1K时获得接近600nm的大相位相干长度，以及栅极可调的自旋轨道相互作用（SOI）。还观察到了依赖于栅极偏压的从弱局域化（WL）到弱反局域化（WAL）的转变。这些结果表明，新开发的溶液法合成Te薄膜提供了一种具有高通量自旋电子学应用潜力的新型可控强SOI二维半导体。
引用
@article{arxiv.1909.06659,
title = {Gate-tunable Strong Spin-orbit Interaction in Two-dimensional Tellurium Probed by Weak-antilocalization},
author = {Chang Niu and Gang Qiu and Yixiu Wang and Zhuocheng Zhang and Mengwei Si and Wenzhuo Wu and Peide D. Ye},
journal= {arXiv preprint arXiv:1909.06659},
year = {2020}
}