基于 Pt-螺罗宾林功能化单层石墨烯的栅压电压控制磁各向异性效应
介观与纳米尺度物理
2025-07-15 v2
摘要
我们报道了一种新方法，通过非共价功能化将铂(II) 5,10,15,20-四苯基螺罗宾林（Pt-螺罗宾林）应用于单层石墨烯（SLG）和 NiFe（Py）界面，以工程化大型电压控制磁各向异性（VCMA）和增强的自旋轨道耦合（SOC）。使用化学蒸发沉积（CVD）生长的 SLG，我们演示了 Pt-螺罗宾林功能化显著增强了 SOC，并实现了对界面磁各向异性的稳健电压调制，经自旋力矩铁磁共振（ST-FMR）测量确认。实现了 375.6（fJ/(V·m)）的显著 VCMA 系数，并实现了与原始 SLG 相比约一个数量级的自旋力矩效率（{\theta}sh）提升。共振场在施加栅压电压后 exhibits 明显且可逆的位移，确认了界面磁各向异性的稳健电场调制。拉曼光谱和 X射线光电子能谱（XPS）确认功能化界面结构完整且有效电荷转移。进一步对背栅式石墨烯场效应晶体管（GFETs）的电气表征揭示了功能化后可调电子特性。我们的结果表明，功能化的石墨烯/铁磁体界面是一种有前景的平台，可用于低功耗、电压控制的自旋电子器件，为可扩展、高效能的存储和逻辑技术铺平了道路。
引用
@article{arxiv.2507.04177,
title = {Gate Voltage-Controlled Magnetic Anisotropy Effect on Pt-Porphyrin functionalized single-layer graphene},
author = {Ambika Shanker Shukla and Abhishek Erram and Heston Alfred Mendonca and Deepak Kumar and Akanksha Chouhan and Ashwin A. Tulapurkar},
journal= {arXiv preprint arXiv:2507.04177},
year = {2025}
}