提出的螺旋磁体的涌现感应[Jpn. J. Appl. Phys. 58,120909(2019)]和最近证明的[Nature 586,232(2020)]被证明通过全面处理Rashba自旋轨道耦合和电子自旋弛豫来进一步扩展,这些耦合和弛豫影响自旋转移力矩和自旋动力的基本过程。在绝热近似下,我们发现,输出电压的广泛改变,通过Rashba效应的内在,而通过非绝热修正由于自旋弛豫和样品无序的extraperitance。研究结果分别阐明了通过电选通和仔细的样品制备可调谐的涌现电感的幅度调制和符号变化的起源。
英文摘要:
The emergent induction of spiral magnets that was proposed [Jpn. J. Appl. Phys. 58, 120909 (2019)] and recently demonstrated [Nature 586, 232 (2020)] is shown to be further extended by a comprehensive treatment of the Rashba spin-orbit coupling and the electron spin relaxation that affect the underlying processes of spin-transfer torque and spinmotive force. Within adiabatic approximation, we show that the output voltages are widely altered intrinsically via the Rashba effect whereas extrinsically via the nonadiabatic correction due to the spin relaxation and sample disorder. The findings respectively clarify the origins for the amplitude modulation and sign change of the emergent inductance with tunability by electrical gating and careful sample preparation.
Twist- and gate-tunable proximity spin-orbit coupling, spin relaxation anisotropy, and charge-to-spin conversion in heterostructures of graphene and transition-metal dichalcogenides
Optical manipulation of Rashba-split 2-Dimensional Electron Gas
在自旋电子器件中,主动控制电子自旋自由度的两种主要方法涉及静磁场或电场。另一种途径依赖于光场的应用来产生自旋电流,这有望提高自旋器件的性能,从而实现更快、更有效的自旋逻辑。迄今为止,研究主要集中在通过光电流效应的自旋电流的光学注入,而对本征自旋分裂的直接光学控制知之甚少。在这里,为了探索材料自旋特性的全光学操纵,我们考虑了半导体界面处的Rashba效应。由于其优越的可调谐性,拉什巴效应长期以来一直是自旋电子学领域的主要内容,这允许观察完全自旋相关的现象,例如半导体器件中的自旋-霍尔效应、自旋-电荷转换和自旋扭矩。在这项工作中,通过时间和角度分辨光电子能谱(TR-ARPES),我们证明了超快的光激发可以用来操纵的Rashba诱导的自旋分裂的二维电子气(2DEG)的拓扑绝缘体Bi $_{2}$ Se $_{3}$的表面工程。我们建立了光致光电压和载流子再分布-这在协调一致地调制亚皮秒时间尺度上的自旋轨道耦合强度-可以提供一个前所未有的平台,实现所有光驱动的太赫兹自旋逻辑器件。
Weak localization as probe of spin-orbit-induced spin-split bands in bilayer graphene proximity coupled to WSe$_2$
RWTH Aachen University(亚琛工业大学);Forschungszentrum Jülich(于利希研究中心);Catalan Institute of Nanoscience and Nanotechnology (ICN2), CSIC and BIST(加泰罗尼亚纳米科学与技术研究所(ICN2,西班牙高等科研理事会与巴塞罗那自治大学联合));National Institute for Materials Science(国立材料研究所)