弱局域化作为 WSe$_2$ 邻近耦合双层石墨烯中自旋轨道诱导自旋劈裂能带的探针
介观与纳米尺度物理
2026-04-13 v2 材料科学
摘要
双层石墨烯 (BLG) 与过渡金属硫族化物 的邻近耦合提供了一条有前景的途径,能够在保留 BLG 优异电子特性的同时工程化实现栅极可调的自旋轨道耦合 (SOC)。这种可调性源于带隙 BLG 的层不对称电子结构,其中 SOC 主要作用于与 TMD 接触的层。在此,我们展示了具有邻近诱导 SOC 能隙和出色静电控制能力的高质量 BLG/WSe 器件。在准弹道输运机制下,我们的双栅极异质结构允许形成栅极定义的 p-n-p 腔,并表现出与 Rashba 型 SOC 一致的弱反局域化 (WAL) 特征。在较低的空穴密度下,观察到向弱局域化 (WL) 的转变,表明输运通过单个自旋劈裂的价带进行。这些发现与计算结果一致,为 BLG 中邻近诱导的自旋劈裂能带提供了直接的光谱学证据,并突显了 BLG/TMD 异质结构在自旋电子学和基于自旋的量子技术中的潜力。
引用
@article{arxiv.2505.24632,
title = {Weak localization as probe of spin-orbit-induced spin-split bands in bilayer graphene proximity coupled to WSe$_2$},
author = {E. Icking and F. Wörtche and A. W. Cummings and A. Wörtche and K. Watanabe and T. Taniguchi and C. Volk and B. Beschoten and C. Stampfer},
journal= {arXiv preprint arXiv:2505.24632},
year = {2026}
}
备注
7 pages, 4 figures