WTe2 与 MoTe2 薄膜中的室温纳秒级自旋弛豫
材料科学
2018-03-02 v1
摘要
Weyl 半金属 WTe2 和 MoTe2 因具有拓扑保护的自旋极化态并能承载极大电流密度,在产生大自旋电流方面展现出巨大潜力。此外,WTe2 和 MoTe2 的固有非中心对称性赋予了其晶体对称性控制自旋轨道矩的独特性质。发展自旋电子器件需解决的一个重要问题是自旋在 WTe2 和 MoTe2 中如何弛豫。本文中,我们利用时间分辨克尔旋转(TRKR)技术,报道了 WTe2(MoTe2)薄膜中 1.2 ns(0.4 ns)的室温自旋弛豫时间。基于第一性原理计算,我们确认了长寿命自旋极化的机制源于导带底附近的大自旋分裂、低电子-空穴复合率,以及由时间反演和晶格对称操作所要求的背散射抑制。此外,我们发现自旋极化被牢固钉扎在由大自旋分裂引起的强内部面外磁场方向上。我们的工作深入揭示了 Weyl 半金属中长寿命自旋极化的物理起源,这可能有助于在室温下长时间操控自旋。
引用
@article{arxiv.1803.00305,
title = {Room-temperature nanoseconds spin relaxation in WTe2 and MoTe2 thin films},
author = {Qisheng Wang and Jie Li and Jean Besbas and Chuang-Han Hsu and Kaiming Cai and Li Yang and Shuai Cheng and Yang Wu and Wenfeng Zhang and Kaiyou Wang and Tay-Rong Chang and Hsin Lin and Haixin Chang and Hyunsoo Yang},
journal= {arXiv preprint arXiv:1803.00305},
year = {2018}
}