极薄黑磷的高度各向异性自旋输运
介观与纳米尺度物理
2025-06-26 v1
摘要
在各向异晶体中，载流子的方向相关有效质量对自旋输运动力学具有深远影响。黑磷（BP）的凹凸晶体结构导致电荷输运和光学响应呈方向依赖，表明其是研究各向异性自旋输运的理想体系。为此，我们制造并表征了高迁移率封装的超薄 BP 基底自旋阀门，其采用四端子几何结构。我们的测量显示，面内自旋寿命在电压可调范围内显著增强，超过一纳米。通过高外加磁场，我们观察到面外自旋信号相较于面内提升约五倍，并估算出约 6 的巨大自旋寿命各向异性。该发现经由斜向 Hanle 测量进一步得到确认。此外，我们估算面内自旋寿命各向异性比率可达 1.8。该原始材料在三个正交轴上表现出强烈的各向异性自旋输运，可能用于实现可调的方向性自旋输运。
引用
@article{arxiv.2506.20171,
title = {Highly anisotropic spin transport in ultrathin black phosphorus},
author = {Luke Cording and Jiawei Liu and Jun You Tan and Kenji Watanabe and Takashi Taniguchi and Ahmet Avsar and Barbaros Özyilmaz},
journal= {arXiv preprint arXiv:2506.20171},
year = {2025}
}
备注
19 pages, 4 figures