可控气体氛围下激光辐照可逆调控单层MoS2自旋轨道耦合
介观与纳米尺度物理
2020-09-23 v2
摘要
具有强自旋轨道耦合且伴随反演对称性破缺的单层过渡金属硫族化合物（TMDs），导致自旋与谷自由度的耦合，使这类材料在潜在的自旋电子学与谷电子学应用中极具吸引力。然而，在器件制备后按需于室温下调控自旋轨道耦合（SOC）仍是其实际应用的一大挑战。在此，我们通过可控气体环境下的激光辐照可逆地调控单层MoS2的自旋轨道耦合，其中自旋轨道分裂被有效调节于 120 meV 至 200 meV 之间。此外，B激子的光致发光（PL）强度可实现超过2个数量级的可逆调控。我们将自旋轨道分裂的调控归因于结合能的降低与能带重整化，其源于惰性气体下单层MoS2吸收系数的增强以及随之显著升高的载流子浓度。调控阶段的反射对比谱为我们的解释提供了明确证据。我们的方法为室温下主动控制TMDs材料中的SOC强度提供了新途径，并为设计创新型自旋电子器件铺平了道路。
引用
@article{arxiv.2009.09565,
title = {Reversible engineering the spin-orbit coupling of monolayer MoS2 via laser irradiation under controlled gas atmospheres},
author = {Liang Xilong and Qin Chengbing and Gao Yan and Han Shuangping and Zhang Guofeng and Chen Ruiyun and Hu Jianyong and Xiao Liantuan and Jia Suotang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2009.09565},
year = {2020}
}
备注
30 pages, 5 figures