用于自旋与谷电子学的铁磁半导体异质结构的范德华工程
介观与纳米尺度物理
2018-01-01 v1 材料科学
摘要
磁性材料与半导体的结合一直是基础科学的沃土，并且在信息处理与存储的无缝集成方面具有巨大的实际应用价值。在此，我们构建了由超薄铁磁半导体 CrI3 和单层 WSe2 形成的范德华异质结构。我们在 WSe2 中观察到了对自旋和谷赝自旋前所未有的控制，其中我们检测到近 13 T 的巨大磁交换场，以及通过翻转 CrI3 的磁化实现 WSe2 谷分裂和极化的快速切换。由于跨越异质结构界面的超快自旋相关电荷跃迁，WSe2 的光致发光强度强烈依赖于 WSe2 中光激发自旋与 CrI3 磁化之间的相对排列。谷赝自旋的光致发光检测提供了一种简单而灵敏的方法，可用于探测超薄磁体中引人入胜的畴动力学，以及异质结构内部丰富的自旋相互作用。
引用
@article{arxiv.1704.00841,
title = {Van der Waals Engineering of Ferromagnetic Semiconductor Heterostructures for Spin and Valleytronics},
author = {Ding Zhong and Kyle L. Seyler and Xiayu Linpeng and Ran Cheng and Nikhil Sivadas and Bevin Huang and Emma Schmidgall and Takashi Taniguchi and Kenji Watanabe and Michael A. McGuire and Wang Yao and Di Xiao and Kai-Mei C. Fu and Xiaodong Xu},
journal= {arXiv preprint arXiv:1704.00841},
year = {2018}
}
备注
Supplementary Materials included. To appear in Science Advances