双层石墨烯中由层间可调性实现的需求驱动自旋轨道相互作用
介观与纳米尺度物理
2018-02-16 v1
摘要
可在宽范围内栅极调谐的自旋轨道相互作用(spin-orbit interaction, SOI)对于利用新颖自旋现象至关重要。由于基础相对论耦合的微弱以及固体中缺乏可调性，实现这一 regime 一直难以企及。在此我们提出一种通用策略，通过在石墨烯多层膜中制造层间自旋轨道场不均匀性，实现极高可调性的SOI。施加外部横向电场以使载流子在强SOI与弱SOI层之间转移。由于石墨烯层以亚纳米尺度分离，通过微小的载流子位移即可实现极高可调性的SOI。我们给出了置于半导体性过渡金属硫属化物衬底上的双层石墨烯这一实验相关情形的详细分析。在该体系中，可实现SOI的完全可调性，相当于其开启/关闭切换。以电驱动自旋共振以及具有不同量子化本征谷霍尔电导的拓扑相为例，展示了自旋控制的新机遇。
引用
@article{arxiv.1711.04407,
title = {On-Demand Spin-Orbit Interaction from Which-Layer Tunability in Bilayer Graphene},
author = {Jun Yong Khoo and Alberto F. Morpurgo and Leonid Levitov},
journal= {arXiv preprint arXiv:1711.04407},
year = {2018}
}
备注
8 pages, 3 figures