拓扑绝缘体-半导体界面处的自旋轨道电子学
介观与纳米尺度物理
2020-05-13 v1 材料科学
摘要
拓扑绝缘体(TIs)凭借其表面态的自旋纹理，在新的自旋相关现象与应用方面大有前景。然而，由于这些材料难以与主流硅基技术集成，仍缺乏可利用这些优势的多功能平台。在此，我们利用锗作为 Bi_2Se_3(一种原型拓扑绝缘体)生长的底材。我们通过非局域探测方法研究界面态中发生的自旋-电荷转换，从而探测 Bi_2Se_3/Ge 原始界面的自旋性质。自旋群由 Ge 中的光取向产生，并向充当自旋探测器的 Bi_2Se_3 扩散。我们在相同实验条件下将 Bi_2Se_3/Ge 中的自旋-电荷转换与 Pt 中发生的转换进行比较。值得注意的是，拓扑绝缘体探测器给出的自旋-电荷转换符号与 Pt 的相反，而效率相当。借助第一性原理计算，我们将符号反转归因于 Bi_2Se_3 拓扑表面态与 Ge 能带的杂化。这些结果为在兼容半导体平台的拓扑绝缘体架构中实现高效自旋探测铺平了道路。
引用
@article{arxiv.1911.10611,
title = {Spin-orbitronics at a topological insulator-semiconductor interface},
author = {T. Guillet and C. Zucchetti and A. Marchionni and A. Hallal and P. Biagioni and C. Vergnaud and A. Marty and M. Finazzi and F. Ciccacci and M. Chshiev and F. Bottegoni and M. Jamet},
journal= {arXiv preprint arXiv:1911.10611},
year = {2020}
}
备注
5 pages and 5 figures