用于自旋电子学的石墨烯：与 Au 杂化导致的巨大 Rashba 分裂
材料科学
2013-05-14 v1
摘要
石墨烯在自旋电子学中迄今为止主要意味着高性能自旋流引线，因为其电子的本征自旋 - 轨道耦合非常弱。如果能通过邻近效应产生大的自旋 - 轨道耦合，该材料也可形成自旋电子器件（如 Das-Datta 自旋场效应晶体管）的有源元件，然而金属界面往往会损害无质量狄拉克费米子的能带色散。我们的测量表明，石墨烯 -Ni 界面处的 Au 插层在石墨烯狄拉克锥中直至费米能级处产生了巨大的自旋 - 轨道分裂（~100 meV）。光电子能谱揭示了与 Au-5d 态的杂化是巨大自旋 - 轨道分裂的来源。该系统的从头算模型显示了具有解析预测的石墨烯狄拉克点周围无能带拓扑的 Rashba 分裂色散，并表明平衡距离处的尖锐石墨烯-Au 界面仅能产生约 10 meV 的自旋 - 轨道分裂。从头算计算表明，由于 Au 原子更靠近石墨烯且不破坏子晶格对称性，分裂得到了增强。
引用
@article{arxiv.1208.4265,
title = {Graphene for spintronics: giant Rashba splitting due to hybridization with Au},
author = {D. Marchenko and A. Varykhalov and M. R. Scholz and G. Bihlmayer and E. I. Rashba and A. Rybkin and A. M. Shikin and O. Rader},
journal= {arXiv preprint arXiv:1208.4265},
year = {2013}
}
备注
16 pages (3 figures) + supplementary information 16 pages (14 figures)