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瑞典查爾默斯理工大學j P. Dash課題組--室溫石墨烯拓撲絕緣體范德華異質結構中的柵極可調自旋電流效應
       具有物質拓撲狀態的獨特電子自旋結構,將大大改善新興的自旋軌道驅動的存儲器和邏輯技術。然而,在提高其性能、電柵可調性、來自瑣碎體態的干擾以及異質結構界面有關方面仍存在挑戰。為了克服這些困難,我們將二維石墨烯與三維拓撲絕緣體(TI)集成在范德瓦爾斯異質結構中,以利用其卓越的自旋電子特性和工程學感應的自旋電荷轉換現象。在這些異質結構中,我們通過實驗證明了在室溫下可調節柵極的自旋電流效應(SGE),可將非平衡自旋極化有效轉換為橫向電荷電流。通過自旋開關、自旋進動和磁化旋轉實驗對不同器件的SGE進行系統的測量,建立了自旋電荷轉換在Gr-TI異質結構中的魯棒性。重要的是,使用柵極電壓,我們揭示了自旋電流信號的幅度和符號都具有很強的電場可調性。這些發現為利用TIs和異質結構中的石墨烯,實現全電和門柵可調自旋軌道技術提供了一條有效途徑,可以提高自旋電子電路的性能并降低功耗。
  
Fig. 1 石墨烯-拓撲絕緣子異質結構中的自旋電偶效應。
 
 
Fig. 2 石墨烯-拓撲絕緣子異質結構中自旋電偶效應的測量。
 
 
Fig. 3 室溫下自旋電流信號的柵控符號變化。
 
 
Fig. 4 FM軸沿y方向的Gr-TI異質結構中的自旋電流效應。
 
      相關研究成果于2020年由瑞典查爾默斯理工大學j P. Dash課題組,發表在Nature Communications (https://doi.org/10.1038/s41467-020-17481-1)上。原文:Gate-tunable spin-galvanic effect in graphene-topological insulator van der Waals heterostructures at room temperature。

摘自《石墨烯雜志》公眾號:

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