半导体Bi$_2$O$_2$Se纳米片中的强自旋轨道相互作用与磁输运
介观与纳米尺度物理
2018-02-12 v1
摘要
通过外延生长实现了高晶体质量的半导体 BiOSe 纳米层。这些二维（2D）材料具有优异的电子输运性质，在纳米电子学中有潜在应用。若能在实验上证实该2D材料中存在强自旋轨道相互作用，则也强烈预期2D BiOSe纳米层可作为开发自旋电子学与拓扑量子器件的优良材料平台。本文中，我们报道通过磁输运测量实验确定了 BiOSe 纳米片中自旋轨道相互作用的强度。纳米片通过化学气相沉积外延生长，磁输运测量在低温下进行。所测磁电导在低磁场下随温度升高或背栅电压降低表现出从弱反局域化到弱局域化的交叉行为。我们基于一种干涉理论分析了磁电导的这一转变行为，该理论描述了存在自旋轨道相互作用时2D系统磁电导的量子修正。由磁电导测量提取了退相干长度与自旋弛豫长度。与其他半导体纳米结构相比，提取出的约150 nm的相对较短的自旋弛豫长度表明 BiOSe 纳米层中存在强自旋轨道相互作用。
引用
@article{arxiv.1801.00971,
title = {Strong spin-orbit interaction and magnetotransport in semiconductor Bi$_2$O$_2$Se nanoplates},
author = {Mengmeng Meng and Shaoyun Huang and Congwei Tan and Jinxiong Wu and Yumei Jing and Hailin Peng and H. Q. Xu},
journal= {arXiv preprint arXiv:1801.00971},
year = {2018}
}
备注
14 pages, 4 figures, and 5 pages of Supplementary Materials