单层 MoSe$_2$ 中光诱导自旋积累的磁场调控
介观与纳米尺度物理
2023-09-26 v1
摘要
半导体过渡金属硫族化物（TMDs）具有两个自旋/谷物种的等效动力学。这源于其能量简并的自旋态，这些自旋态通过时间反演对称性相连。当施加面外磁场时，时间反演对称性被打破，自旋极化能带的能量发生移动，导致 K 和 K 谷具有不同的带隙和动力学。在这里，我们使用时间分辨克尔旋转来研究单层 MoSe 中自旋动力学的磁场依赖性。我们证明磁场可以调控两个谷态的光诱导自旋积累，而对复合寿命的影响很小。我们揭示了依赖磁场的自旋积累在较长时间尺度上与空穴自旋动力学一致，表明电子自旋具有更快的弛豫率。我们提出了一个速率方程模型，该模型表明解除谷的能量简并会诱导超快自旋翻转，趋向于稳定具有更高价带能量的谷。我们的结果为 TMDs 中的超快电荷和自旋动力学及其调控方法提供了实验见解，这将有助于开发新的自旋电子学和谷电子学应用。
引用
@article{arxiv.2302.14206,
title = {Magnetic field control of light-induced spin accumulation in monolayer MoSe$_2$},
author = {Rafael R. Rojas-Lopez and Freddie Hendriks and Caspar H. van der Wal and Paulo S. S. Guimarães and Marcos H. D. Guimarães},
journal= {arXiv preprint arXiv:2302.14206},
year = {2023}
}
备注
6 pages, 4 figures