石墨烯中由赝自旋驱动的自旋弛豫机制

由于石墨烯本征自旋轨道耦合(SOC)很小且不存在超精细相互作用，其长距离传输自旋信息的可能性引发了人们对自旋电子学应用的深入研究。然而，实测的自旋弛豫时间比最初预测的小几个数量级，而自旋退相干的主要物理过程及其对电荷密度和无序的依赖性仍未能令人信服地由常规机制描述。在此，我们揭示了一种非磁性样品中的自旋弛豫机制，它源于由随机 SOC 驱动的自旋与赝自旋之间的纠缠，这使其为石墨烯所独有。自旋与赝自旋相关的 Berry 相位之间的混合导致快速的自旋退相干，即便接近弹道极限也是如此，且弛豫时间随远离狄拉克点而增大，这与实验观测一致。该 SOC 可由吸附原子、涟漪甚至衬底引起，这提示了基于赝自旋自由度的新型自旋操控策略。