通过铁磁硅烯结阵列的自旋与谷依赖输运

我们研究了在交换场 $M$ 和高度为 $U$ 或深度为 $-U$ 的可调势存在下，硅烯中 Dirac 费米子穿过宽度为 $d$ 的势垒阵列的弹道输运。作为 $U$ 或 $M$ 函数的自旋与谷分辨电导在远离 Dirac 点 (DP) 处表现出共振，而在靠近该点处表现出显著的凹陷，当施加临界电场 $E_z$ 时该凹陷变为能隙。该能隙随势垒数量的增加而变宽，可用于实现电流的电场控制开关。DP 附近电流的自旋极化 $p_s$ 和谷极化 $p_v$ 随 $E_z$ 或 $M$ 增大而增大，并在其某些取值下可达 100\%。这些场范围随势垒数量的增加而显著变宽。此外，$p_s$ 和 $p_v$ 随势垒或势阱间距的变化呈近周期性振荡，并可通过反转 $M$ 实现极化反转。