石墨烯/单层过渡金属硫族化物异质结构中的强电子-空穴对称Rashba自旋轨道耦合
材料科学
2017-09-13 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
尽管石墨烯具有极弱的内禀自旋轨道耦合(SOC)，但已表明其通过与被剥离的过渡金属硫族化物(TMDs)的邻近耦合可获得可观的SOC。本文中，我们展示了在通过化学气相沉积生长且费米能级位置显著不同的单层TMD薄膜(MoS2或WSe2)邻近耦合的石墨烯中，存在强诱导Rashba SOC。利用六方氮化硼作为平坦模板以促进TMD与石墨烯紧密接触从而产生强界面相互作用（由TMD光致发光的淬灭所证实），采用拾取转移技术制备了石墨烯/TMD异质结构。我们观察到强诱导石墨烯SOC，其表现为石墨烯磁电导中显著的弱反局域化(WAL)效应。从WAL分析提取的自旋弛豫率随动量散射时间线性变化，且与载流子类型无关。这表明主要由诱导Rashba SOC引起的Dyakonov-Perel自旋弛豫机制占主导。我们的分析得出石墨烯/WSe2中Rashba SOC能量约为1.5 meV，石墨烯/MoS2中约为0.9 meV。诱导Rashba SOC近乎电子-空穴对称的特性为可能的潜在SOC机制提供了线索。
引用
@article{arxiv.1707.03434,
title = {Strong electron-hole symmetric Rashba spin-orbit coupling in graphene/monolayer transition metal dichalcogenide heterostructures},
author = {Bowen Yang and Mark Lohmann and David Barroso and Ingrid Liao and Zhisheng Lin and Yawen Liu and Ludwig Bartels and Kenji Watanabe and Takashi Taniguchi and Jing Shi},
journal= {arXiv preprint arXiv:1707.03434},
year = {2017}
}