通过邻近耦合到绝缘反铁磁衬底在单层 WS$_2$ 中实现大谷分裂
材料科学
2018-01-17 v1
摘要
解除谷简并是实现谷极化以进行进一步谷电子学操作的有效途径。本工作中，我们证明通过磁邻近耦合到绝缘反铁磁衬底，可在单层过渡金属硫族化物中获得大谷分裂。作为示例，我们进行第一性原理计算来研究 MnO(111) 表面上单层 WS 的电子结构。计算结果表明，单层 WS 的价带中诱导出了 214 meV 的大谷分裂，对应于 1516 T 的塞曼磁场。谷分裂的大小依赖于界面轨道杂化的强度，并可通过施加外部面外压力和面内应变连续调控。更有趣的是，我们发现当 MnO 的磁序反转时，自旋与谷指标均会翻转。此外，由于 WS/MnO 异质结构中显著的贝里曲率与时间反演对称性破缺，在面内电场存在下可产生自旋与谷极化的反常霍尔电流，从而允许通过电学方法探测谷。我们的结果揭示了利用反铁磁绝缘体作为衬底实现谷电子学器件的前景。
引用
@article{arxiv.1711.08545,
title = {Large valley splitting in monolayer WS$_2$ by proximity coupling to an insulating antiferromagnetic substrate},
author = {Lei Xu and Ming Yang and Lei Shen and Jun Zhou and Tao Zhu and Yuan Ping Feng},
journal= {arXiv preprint arXiv:1711.08545},
year = {2018}
}
备注
7pages,6figures