Nat. Nanotechnol.:AB堆叠MoTe2/WSe2双层中的巨自旋霍尔效应

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查看252 | 回复0 | 2023-8-30 10:41:50 | 显示全部楼层 |阅读模式

成果介绍自旋霍尔效应(SHE)是一种电流产生横向自旋电流的效应,在自旋电子学中对自旋极化电子的产生和操控起着重要的作用。这种现象源于自旋-轨道耦合。一般来说,较强的自旋-轨道耦合有利于更大的SHE,但更短的自旋弛豫时间和扩散长度。然而,相关的磁性材料往往不支持大的SHE。在单一材料中同时实现大SHE,长程自旋输运和磁性对自旋电子学应用具有吸引力,但仍然是一个挑战。有鉴于此,近日,美国康奈尔大学Kin Fai Mak和Jie Shan(共同通讯作者)等通过直接磁光成像证明了AB堆叠的MoTe2/WSe2莫尔双层中存在一个巨大的本征SHE与铁磁性共存。在密度<1 A m-1的中等电流下,观察到样品横向边缘的自旋积累接近饱和自旋密度。本文还展示了长程自旋霍尔输运和有效的非局部自旋积累,仅受器件尺寸(约10 μm)的限制。栅极依赖性表明巨SHE只发生在相互作用驱动的Chern绝缘态附近。在低温下,它在量子反常霍尔击穿后出现。本文的研究结果表明,Berry曲率和电子相关性的莫尔工程具有潜在的自旋电子学应用。图文导读
图1. SHE的直接观察。         

图2. 巨自旋积累和QAH击穿。         

图3. 掺杂相关的非局域自旋霍尔输运。文献信息Giant spin Hall effect in AB-stacked MoTe2/WSe2 bilayersNat. Nanotechnol., 2023, DOI:10.1038/s41565-023-01492-2)文献链接:https://www.nature.com/articles/s41565-023-01492-2


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