超薄SnTe薄膜作为实现一体化自旋电子器件的途径
材料科学
2020-06-09 v2
摘要
基于连接铁磁电极的半导体沟道的自旋晶体管存在自旋衰减快、自旋注入/探测效率极低的问题。本文提出一种替代性的一体化自旋器件，其工作原理依赖于对二维(2D) SnTe中自旋寿命的电学调控，其中显著的自旋霍尔效应消除了使用铁磁体的需要。特别地，我们探究了铁电相中本征存在的持久自旋纹理(PST)，其保护自旋免于退相干并支持极长的自旋寿命。我们基于第一性原理计算并辅以对称性论证，揭示此种自旋波模式可被垂直电场外调失谐，导致自旋随机化与自旋寿命下降。我们进一步将分析拓展至超薄SnTe薄膜，确认了PST的出现以及本征自旋霍尔电导率的适度增强。近期在二维SnTe中室温观测到铁电相，表明新型全电学自旋电子器件已可企及。
引用
@article{arxiv.1909.13865,
title = {Ultrathin SnTe films as a route towards all-in-one spintronics devices},
author = {Jagoda Sławińska and Frank T. Cerasoli and Priya Gopal and Marcio Costa and Stefano Curtarolo and Marco Buongiorno Nardelli},
journal= {arXiv preprint arXiv:1909.13865},
year = {2020}
}