WSe2 单层中应变可调的贝里曲率偶极子、轨道磁化与非线性霍尔效应
介观与纳米尺度物理
2021-07-07 v2 材料科学
摘要
电子拓扑通常与贝里曲率相关，其可在时间反演对称性破缺系统中诱导反常霍尔效应。本征单层过渡金属硫族化物具有两个不等价的 K 与 K' 谷，其贝里曲率符号相反，从而在该系统中反常霍尔效应消失。本文报道了通过对单层 WSe2 施加单轴应变以打破 C3v 对称性，从而在单谷中实现贝里曲率不对称分布的实验。结果，尽管贝里曲率本身在 K 与 K' 谷中仍相反，两谷对非零贝里曲率偶极子的贡献相等。施加电场时，涌现的贝里曲率偶极子会导致面外轨道磁化，进而诱导对 E^2 呈线性响应的反常霍尔效应，即非线性霍尔效应。我们展示了通过栅极调控在中等空穴掺杂单层 WSe2 中应变调制的非线性霍尔效应输运性质。二次谐波霍尔信号显示对电场的平方依赖关系，相应的单位电流密度轨道磁化可达 60 之大。与具有面内自旋极化的传统 Rashba-Edelstein 效应不同，此种电流诱导轨道磁化沿面外方向，因此有望用于垂直磁化的高效电学翻转。
引用
@article{arxiv.2012.03191,
title = {Strain Tunable Berry Curvature Dipole, Orbital Magnetization and Nonlinear Hall Effect in WSe2 Monolayer},
author = {Mao-Sen Qin and Peng-Fei Zhu and Xing-Guo Ye and Wen-Zheng Xu and Zhen-Hao Song and Jing Liang and Kaihui Liu and Zhi-Min Liao},
journal= {arXiv preprint arXiv:2012.03191},
year = {2021}
}