双栅极双层石墨烯中强且可调的自旋寿命各向异性

我们报告在双栅极双层石墨烯中发现了一种强且可调的自旋寿命各向异性，其优异的自旋寿命高达 7.8 ns。值得注意的是，这实现了通过电控自旋轨道场对石墨烯中自旋的操控，鉴于石墨烯较弱的本征自旋轨道耦合，这一现象是出乎意料的。我们利用面内磁场 Hanle 进动和倾斜 Hanle 进动测量，直接比较了面外自旋与面内自旋的寿命。我们发现，在电荷中性点附近，垂直电场的施加会打开带隙并产生面外自旋轨道场，该场能稳定面外自旋以抵抗自旋弛豫，从而导致较大的自旋寿命各向异性。这种有趣的行为源于双层石墨烯独特的自旋-谷耦合能带结构。我们的结果展示了基于双栅极二维材料的高度可调自旋电子器件的潜力。