拓扑绝缘体中电荷-自旋相互转换的室温非局域检测
介观与纳米尺度物理
2024-10-11 v1
摘要
拓扑绝缘体是下一代低功耗纳米电子和自旋电子器件应用的新兴材料。拓扑绝缘体除了具有自旋霍尔效应和高自旋轨道耦合导致的Rashba态外，还在拓扑表面态中具有非平凡的自旋-动量锁定特征。这些现象对于观察基于自旋的记忆、逻辑和量子技术中的电荷-自旋转换过程至关重要。尽管通过电位测量已在拓扑绝缘体中观察到电荷-自旋转换，但可靠的非局域检测迄今为止仅限于低至15 K的低温。在这里，我们报告了在室温下，使用与石墨烯自旋阀器件组成的范德华异质结构，在拓扑绝缘体化合物Bi1.5Sb0.5Te1.7Se1.3中非局域检测到电荷-自旋转换及其逆效应。具有石墨烯的横向非局域器件设计允许观察自旋开关和Hanle自旋进动信号，用于拓扑绝缘体产生、注入和检测自旋电流。不同几何结构下的详细偏压和栅极相关测量证明了拓扑绝缘体中电荷-自旋转换效应的鲁棒性。这些发现证明了使用拓扑材料制造全电室温自旋电子器件的可能性。
引用
@article{arxiv.2401.14262,
title = {Room temperature nonlocal detection of charge-spin interconversion in a topological insulator},
author = {Anamul Md. Hoque and Lars Sjöström and Dmitrii Khokhriakov and Bing Zhao and Saroj P. Dash},
journal= {arXiv preprint arXiv:2401.14262},
year = {2024}
}
备注
12 pages, 4 figures