KTaO$_3$二维电子气中的自旋-电荷相互转换
介观与纳米尺度物理
2021-12-10 v1 材料科学
摘要
氧化物界面展现出源于反演对称性破缺的广泛物理效应。特别地，当时间反演对称性也被破缺（例如通过施加磁场）时，它们可表现出非互易现象。例子包括直接和反埃德尔斯坦效应（DEE、IEE），它们实现了自旋流与电荷流之间的相互转换。DEE 和 IEE 已在基于钙钛矿 SrTiO（STO）的界面中被研究，尽管这些独立的研究各自侧重于其中之一。尽管过去十年其他氧化物界面体系蓬勃发展，但这些效应在其中大多仍鲜有证实。本文中，我们报道在一种基于钙钛矿氧化物 KTaO 的新型界面二维电子气（2DEG）中同时观测到 DEE 和 IEE。我们通过将 Al 金属简单沉积到 KTaO 单晶上生成 2DEG，利用角分辨光电子能谱和磁输运对其进行表征，并通过单向磁电阻证明 DEE、通过自旋泵浦实验证明 IEE。我们将自旋-电荷相互转换效率与基于 STO 的界面进行比较，将其与 2DEG 电子结构相关联，并展望了将 KTaO 2DEG 应用于自旋轨道电子器件的前景。
引用
@article{arxiv.2108.07479,
title = {Spin-charge interconversion in KTaO$_3$ two-dimensional electron gases},
author = {Luis M. Vicente-Arche and Julien Bréhin and Sara Varotto and Maxen Cosset-Cheneau and Srijani Mallik and Raphaël Salazar and Paul Noël and Diogo Castro Vaz and Felix Trier and Suvam Bhattacharya and Anke Sander and Patrick Le Fèvre and François Bertran and Guilhem Saiz and Gerbold Ménard and Nicolas Bergeal and Agnès Barthélémy and Hai Li and Chia-Ching Lin and Dmitri E. Nikonov and Ian A. Young and Julien Rault and Laurent Vila and Jean-Philippe Attané and Manuel Bibes},
journal= {arXiv preprint arXiv:2108.07479},
year = {2021}
}