单层 WSe$_2$ 上双层石墨烯的邻近效应：场效应自旋-谷锁定、自旋轨道阀与自旋晶体管
介观与纳米尺度物理
2017-10-11 v1
摘要
本文基于第一性原理研究了单层 WSe 上双层石墨烯的邻近轨道与自旋轨道效应。我们发现，内建电场在双层石墨烯中诱导出约 10 meV 的轨道带隙。值得注意的是，空穴的邻近自旋轨道劈裂比电子大两个数量级——K 处价带的自旋轨道劈裂约为 2 meV。实际上，由于下层石墨烯与 WSe 的强邻近作用，空穴表现出自旋-谷锁定。然而，施加约 1 V/nm 的外部横向电场以抵消该异质结构的内建电场，会完全反转此效应，并使得电子而非空穴发生具有 2 meV 自旋轨道劈裂的自旋-谷锁定。这种行为构成了一种高效的场效应自旋轨道阀，使得 WSe 上的双层石墨烯成为场效应自旋晶体管的潜在平台。
引用
@article{arxiv.1706.06149,
title = {Proximity effects in bilayer graphene on monolayer WSe$_2$: Field-effect spin-valley locking, spin-orbit valve, and spin transistor},
author = {Martin Gmitra and Jaroslav Fabian},
journal= {arXiv preprint arXiv:1706.06149},
year = {2017}
}
备注
8 pages, 8 figures