单层 WS$_2$ 在石墨烯中诱导的强自旋 - 轨道相互作用

我们证明了单层 WS$_2$ 在石墨烯中诱导了强烈的各向异性自旋 - 轨道相互作用 (SOI)。石墨烯/单层 WS$_2$ 与石墨烯/块体 WS$_2$ 系统在磁输运测量中的直接比较表明，单层过渡金属二硫属化物 (TMD) 比块体能诱导更强的 SOI。对弱反局域化曲线的详细理论分析给出的估计自旋轨道能量 ($E_{\rm so}$) 高于 10 meV。文中还讨论了诱导 SOI 的对称性，发现只有主导的 $z$ $\rightarrow$ $-z$ 对称 SOI 才能解释实验结果。通过 Elliot-Yafet (EY) 机制的自旋弛豫以及靠近狄拉克点时电阻随温度异常增加的现象，表明石墨烯中诱导了 Kane-Mele (KM) SOI。