石墨烯/MoS$_2$ 范德瓦耳斯异质结构中的室温自旋霍尔效应
介观与纳米尺度物理
2019-11-15 v1
摘要
石墨烯是长距离自旋传输的优异材料，但几乎不允许自旋操控。过渡金属硫族化合物通过邻近效应将其强自旋轨道耦合印入石墨烯，并且据预测可借助自旋霍尔与 Rashba-Edelstein 效应实现高效的自旋-电荷转换。在此，通过结合霍尔探针与铁磁电极，我们在实验中明确证明了由 MoS 邻近诱导的石墨烯中的自旋霍尔效应，且温度可变化至室温。自旋传输与自旋霍尔效应发生于同一材料的不同部分这一事实，产生了迄今未报道过的自旋-电荷电压输出效率。引人注目的是，对于单个基于石墨烯/MoS 异质结构的器件，我们证实了叠加的自旋-电荷电流转换，其可无差别地归因于石墨烯中邻近诱导的 Rashba-Edelstein 效应或 MoS 中的自旋霍尔效应。通过将我们的结果与理论计算比较，发现后者情形最为可能。我们的发现为在二维材料中结合自旋信息传输与自旋-电荷转换铺平了道路，为各种未来自旋电子学应用开启了令人振奋的机遇。
引用
@article{arxiv.1810.12481,
title = {Room temperature spin Hall effect in graphene/MoS$_2$ van der Waals heterostructures},
author = {C. K. Safeer and Josep Ingla-Aynés and Franz Herling and José H. Garcia and Marc Vila and Nerea Ontoso and M. Reyes Calvo and Stephan Roche and Luis E. Hueso and Fèlix Casanova},
journal= {arXiv preprint arXiv:1810.12481},
year = {2019}
}
备注
15 pages, 4 figures and Supporting Information