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石墨烯/WS$_2$ 中可调的自旋轨道耦合与对称性保护的边缘态

介观与纳米尺度物理 2016-09-13 v1

摘要

我们展示了在覆盖 WS2_2 的单层和双层石墨烯器件中由诱导的 Rashba 自旋轨道耦合(SOC)引起的明显弱反局域化(WAL)效应。与共享单层石墨烯薄片的未覆盖区域相反,覆盖 WS2_2 的石墨烯中的 WAL 在电子和空穴两侧的大范围载流子密度内均出现。在高载流子密度下,我们估计 Rashba SOC 弛豫率约为 0.2ps1\sim 0.2 \rm{ps}^{-1},并表明它可以通过横向电场进行调节。除了 Rashba SOC 之外,我们还通过第一性原理计算预测了“谷 Zeeman”SOC 的存在。这两种 SOC 之间的相互作用可以在石墨烯中打开一个非拓扑但有趣的能隙;特别是,锯齿形边界拥有受时间反演和晶体对称性保护的四个能隙内边缘态。石墨烯/WS2_2 系统为这些新颖的边缘态提供了一个可能的平台。

关键词

引用

@article{arxiv.1607.04647,
  title  = {Tunable spin-orbit coupling and symmetry-protected edge states in graphene/WS$_2$},
  author = {Bowen Yang and Min-Feng Tu and Jeongwoo Kim and Yong Wu and Hui Wang and Jason Alicea and Ruqian Wu and Marc Bockrath and Jing Shi},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1607.04647},
  year   = {2016}
}

备注

5+4 pages, 4+5 figures