双层石墨烯中自旋-谷耦合引起的大自旋寿命各向异性的观测

我们报道了完全封装于氮化硼之间的双层石墨烯（BLG）中 large 自旋寿命各向异性的首次观测。我们通过斜角Hanle自旋进动表征面外（$\tau_\perp$）与面内（$\tau_\parallel$）自旋寿命。在75 K和电荷中性点（CNP）处，我们观测到$\tau_\perp/\tau_\parallel$ = 8 $\pm$ 2的强各向异性。该值与石墨烯/TMD异质结构相当，而我们的高质量BLG提供了高达9 ns的$\tau_\perp$，自旋寿命大了两个数量级以上。在各载流子密度n = $6\times 10^{11}~$cm$^{-2}$处，各向异性降低至3.5 $\pm$ 1。温度依赖测量显示，在75 K以上，$\tau_\perp/\tau_\parallel$随温度升高而减小，在接近室温时达到各向同性情形。我们用BLG中CNP处12 $\mu$eV的微小本征自旋轨道场引起的电场诱导自旋-谷耦合解释了我们的发现。