拓扑绝缘体自旋晶体管
介观与纳米尺度物理
2023-12-12 v2 材料科学
摘要
当电荷电流注入拓扑绝缘体（TI）的表面态时，自旋-动量锁定的费米面偏移会导致净自旋极化的出现。TI 的狄拉克锥表面态的螺旋自旋结构应对给定电流方向产生固定符号的自旋极化，但实验上过去既观察到与表面态狄拉克锥理论预期相符的符号，也观察到不符的符号。尽管错误符号的起源尚未被确切阐明，该观测指出人们或可随意切换自旋极化以实现自旋晶体管操作。在此我们报告在同一器件中观测到两种符号的自旋极化，并演示通过静电门控在二者间可调，从而给出了拓扑绝缘体自旋晶体管原理验证。这一开关行为用拓扑表面态与平庸 Rashba 分裂态竞争贡献的最小模型加以解释。
引用
@article{arxiv.2303.05887,
title = {Topological insulator spin transistor},
author = {Linh T. Dang and Oliver Breunig and Zhiwei Wang and Henry F. Legg and Yoichi Ando},
journal= {arXiv preprint arXiv:2303.05887},
year = {2023}
}
备注
Main text: 8 pages, 3 figs. SI: 6 pages, 4 figs