具有巨 Rashba 自旋轨道耦合的石墨烯/Pb_{0.24}Sn_{0.76}Te 异质结构中的自旋电子学量子相变
介观与纳米尺度物理
2023-12-12 v1 材料科学
摘要
将两种不同材料进行机械堆叠常会对异质结构的行为产生令人惊讶的后果。特别地，由于极性表面与非极性表面的接触以及为避免极化灾难所需的电子结构改变，在拓扑晶体绝缘体 Pb0.24Sn0.76Te 与石墨烯的异质结构中形成了二维电子气（2DEG）。我们利用非局域自旋阀器件研究了该异质结构的自旋电子学性质。我们观察到在较低温度下出现自旋-动量锁定，仅在约 40 K 时才转变为常规自旋通道输运。Hanle 自旋进动测量显示自旋弛豫时间高达 2.18 ns。密度泛函理论计算证实，自旋-动量锁定源于材料中巨大的 Rashba 效应，且该相变为 Lifshitz 相变。理论预测的 Lifshitz 相变在 Landé g 因子与自旋弛豫时间中的类相变行为中进一步显现。
引用
@article{arxiv.2307.13113,
title = {Spintronic Quantum Phase Transition in a $Graphene/Pb_{0.24}Sn_{0.76}Te$ Heterostructure with Giant Rashba Spin-Orbit Coupling},
author = {Jennifer E. DeMell and Ivan Naumov and Gregory M. Stephen and Nicholas A. Blumenschein and Y. -J. Leo Sun and Adrian Fedorko and Jeremy T. Robinson and Paul M. Campbell and Patrick J. Taylor and Don Heiman and Pratibha Dev and Aubrey T. Hanbicki and Adam L. Friedman},
journal= {arXiv preprint arXiv:2307.13113},
year = {2023}
}
备注
33 pages, 17 figures, supplemental information included