磁电效应控制莫伊尔 Chern 磁体中螺旋光发射

磁电效应及其与光学螺旋性的耦合对于基本科学以及传感、通信和数据存储等应用至关重要。传统方法需要复杂的器件结构，涉及独立的自旋注入、铁磁体和光活性层。最近，具有平坦 Chern 带和强光-物质相互作用的二维半导体莫伊尔超晶格的出现，建立了一种简单而强大的平台，用于探索光子、电子和自旋自由度之间的耦合。本文报道了在莫伊尔 MoTe2 双层中实现对自发铁磁性及其光发射螺旋性的高效电流控制——该系统拥有丰富的拓扑相谱系，包括新发现的零场分数 Chern 绝缘体。我们表明，电流控制在整个第一个莫伊尔 Chern 带的掺杂范围内都有效，这表明平坦带上的Berry曲率分布是均匀的。通过将系统置于异常霍尔金属相，可以将电流控制在最低只有10nA即可切换磁有序，这是目前常规自旋扭矩结构和其他莫伊尔系统的显著改进。实现的铁磁性电流控制导致了载流子光致发光螺旋性从左至右连续调谐，实现了零磁场下的自旋/ valley 霍尔扭矩。我们的结果为基于具有合成平坦 Chern 带的半导体的拓扑光自旋器件铺垫了道路。