Вышедшие номера
Home » Физика и техника полупроводников » Год 2023, выпуск 3 » Статья стр. 187
<<<>>>
Эффективная генерация спина в графене на магнитной подложке при поглощении света в дальнем ИК диапазоне
DOI: 10.21883/FTP.2023.03.55631.4756
РНФ, Конкурс малых отдельных научных групп (региональный) 2022, 22-22-20082
Денисов К.С. 1, Голеницкий К.Ю. 1
1Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург, Россия
Email: denisokonstantin@gmail.com, golenitski.k@mail.ioffe.ru
Поступила в редакцию: 2 мая 2023 г.
В окончательной редакции: 10 мая 2023 г.
Принята к печати: 10 мая 2023 г.
Выставление онлайн: 23 мая 2023 г.
PDF версия
Для атомарно-тонких слоев двумерных материалов существенно влияние эффекта близости при расположении их на магнитных материалах. В данной работе исследованы механизмы фотогенерации спина в графене, расположенном на подложке магнитного изолятора. Эффект магнитной близости, приводящий к спиновому расщеплению линейного спектра дираковских электронов, и понижение симметрии на интерфейсе, увеличивающее роль спин-орбитального взаимодействия, способствуют усилению спинового отклика в переменном электрическом поле падающей волны. Рассмотрены основные механизмы фотогенерации спина, включая межподзонные и межзонные переходы с переворотом спина, а также изучено их влияние на коэффициент поглощения графена. Ключевые слова: дираковские электроны, графен, электрический дипольный спиновый резонанс, спин-орбитальное взаимодействие, генерация спина.
  1. I. vZutic, A. Matos-Abiague, B. Scharf, H. Dery, K. Belashchenko. Mater. Today, 22, 85 (2019)
  2. K. Tran, G. Moody, F. Wu, X. Lu, J. Choi, K. Kim, A. Rai, D.A. Sanchez, J. Quan, A. Singh, J. Embley, A. Zepeda, M. Campbell, T. Autry, T. Taniguchi, K. Watanabe, N. Lu, S.K. Banerjee, K.L. Silverman, S. Kim, E. Tutuc, L. Yang, A.H. MacDonald, X. Li. Nature, 567 (7746), 71 (2019)
  3. J.F. Sierra, J. Fabian, R.K. Kawakami, S. Roche, S.O. Valenzuela. Nature Nanotechnol., 16 (8), 856 (2021)
  4. D.K. Efetov, L. Wang, C. Handschin, K.B. Efetov, J. Shuang, R. Cava, T. Taniguchi, K. Watanabe, J. Hone, C.R. Dean, P. Kim. Nature Physics, 12 (4), 328 (2015)
  5. G. Wang, A. Chernikov, M.M. Glazov, T.F. Heinz, X. Marie, T. Amand, B. Urbaszek. Rev. Mod. Phys., 90 (2) (2018)
  6. F. Cadiz, E. Courtade, C. Robert, G. Wang, Y. Shen, H. Cai, T. Taniguchi, K. Watanabe, H. Carrere, D. Lagarde, M. Manca, T. Amand, P. Renucci, S. Tongay, X. Marie, B. Urbaszek. Phys. Rev. X, 7 (2) (2017)
  7. P. Wei, S. Lee, F. Lemaitre, L. Pinel, D. Cutaia, W. Cha, F. Katmis, Y. Zhu, D. Heiman, J. Hone, J.S. Moodera, C.-T. Chen. Nature Materials, 15 (7), 711 (2016)
  8. P.U. Asshoff, J.L. Sambricio, A.P. Rooney, S. Slizovskiy, A. Mishchenko, A.M. Rakowski, E.W. Hill, A.K. Geim, S.J. Haigh, V.I. Fal'ko, I.J. Vera-Marun, I.V. Grigorieva. NPJ 2D Mater., 4 (3), 031004 (2017)
  9. E. Cobas, A.L. Friedman, O.M.J. van't Erve, J.T. Robinson, B.T. Jonker. Nano Lett., 12 (6), 3000 (2012)
  10. A. Dahal, M. Batzill. Nanoscale, 6 (5), 2548 (2014)
  11. M. Cattelan, G.W. Peng, E. Cavaliere, L. Artiglia, A. Barinov, L.T. Roling, M. Favaro, I. Pivs, S. Nappini, E. Magnano, F. Bondino, L. Gavioli, S. Agnoli, M. Mavrikakis, G. Granozzi. Nanoscale, 7 (6), 2450 (2015)
  12. W.Q. Liu, W.Y. Wang, J.J. Wang, F.Q. Wang, C. Lu, F. Jin, A. Zhang, Q.M. Zhang, G. van der Laan, Y.B. Xu, Q.X. Li, R. Zhang. Sci. Rep., 5 (1), 1 (2015)
  13. A.G. Swartz, P.M. Odenthal, Y. Hao, R.S. Ruoff, R.K. Kawakami. ACS Nano, 6 (11), 10063 (2012)
  14. Z. Wang, C. Tang, R. Sachs, Y. Barlas, J. Shi. Phys. Rev. Lett., 114, 016603 (2015)
  15. B. Karpiak, A.W. Cummings, K. Zollner, M. Vila, D. Khokhriakov, A.M. Hoque, A. Dankert, P. Svedlindh, J. Fabian, S. Roche, S.P. Dash. NPJ 2D Mater., 7 (1), 015026 (2019)
  16. T.S. Ghiasi, A.A. Kaverzin, A.H. Dismukes, D.K. de Wal, X. Roy, B.J. van Wees. Nature Nanotechnol., 16 (7), 788 (2021)
  17. Y.Wu, G. Yin, L. Pan, A.J. Grutter, Q. Pan, A. Lee, D.A. Gilbert, J.A. Borchers, W. Ratcliff, A. Li, X. dong Han, K.L. Wang. Nature Electron., 3 (10), 604 (2020)
  18. K. Zollner, M. Gmitra, J. Fabian. New J. Phys., 20 (7), 073007 (2018)
  19. C. Tang, Z. Zhang, S. Lai, Q. Tan, W.-b. Gao. Adv. Mater., 32 (16), 1908498 (2020)
  20. B. Zhou, S. Ji, Z. Tian, W. Cheng, X. Wang, W. Mi. Carbon, 132, 25 (2018)
  21. M.U. Farooq, J. Hong. NPJ 2D Mater. Appl., 3 (1), 1 (2019)
  22. K. Zollner, M.D. Petrovic, K. Dolui, P. Plechavc, B.K. Nikolic, J. Fabian. Phys. Rev. Res., 2 (4), 043057 (2020)
  23. V.M. Karpan, G. Giovannetti, P.A. Khomyakov, M. Talanana, A.A. Starikov, M. Zwierzycki, J. van den Brink, G. Brocks, P.J. Kelly. Phys. Rev. Lett., 99, 176602 (2007)
  24. V.M. Karpan, P.A. Khomyakov, A.A. Starikov, G. Giovannetti, M. Zwierzycki, M. Talanana, G. Brocks, J. van den Brink, P.J. Kelly. Phys. Rev. B, 78 (19) (2008)
  25. J.-F. Dayen, S.J. Ray, O. Karis, I.J. Vera-Marun, M.V. Kamalakar. Appl. Phys. Rev., 7 (1), 011303 (2020)
  26. J. Xu, S. Singh, J. Katoch, G. Wu, T. Zhu, I. vZutic, R.K. Kawakami. Nature Commun., 9 (1), 1 (2018)
  27. C. Tang, B. Cheng, M. Aldosary, Z. Wang, Z. Jiang, K. Watanabe, T. Taniguchi, M. Bockrath, J. Shi. APL Mater., 6 (2), 026401 (2018)
  28. H.X. Yang, A. Hallal, D. Terrade, X. Waintal, S. Roche, M. Chshiev. Phys. Rev. Lett., 110, 046603 (2013)
  29. P. Lazic, K.D. Belashchenko, I. vZutic. Phys. Rev. B, 93 (24), 241401 (2016)
  30. W. Han, R.K. Kawakami, M. Gmitra, J. Fabian. Nature Nanotechnol., 9 (10), 794 (2014)
  31. J.H. Garcia, M. Vila, A.W. Cummings, S. Roche. Chem. Soc. Rev., 47 (9), 3359 (2018)
  32. A. Avsar, H. Ochoa, F. Guinea, B. Ozyilmaz, B.J. van Wees, I.J. Vera-Marun. Rev. Mod. Phys., 92, 021003 (2020)
  33. E.C. Ahn. NPJ 2D Mater. Appl., 4 (1), 1 (2020)
  34. M. Gmitra, J. Fabian. Phys. Rev. B, 92 (15), 155403 (2015)
  35. T. Kampfrath, M. Battiato, P. Maldonado, G. Eilers, J. Notzold, S. Mahrlein, V. Zbarsky, F. Freimuth, Y. Mokrousov, S. Blugel, M. Wolf, I. Radu, P.M. Oppeneer, M. Munzenberg. Nature Nanotechnol., 8 (4), 256 (2013)
  36. Э.И. Рашба. ФTT, 2 (6), 1224 (1960)
  37. E. Rashba, A.L. Efros. Appl. Phys. Lett., 83 (25), 5295 (2003)
  38. M. Duckheim, D. Loss. Nature Phys., 2 (3), 195 (2006)
  39. V.K. Dugaev, E.Y. Sherman, J. Barnas. Phys. Rev. B, 83, 085306 (2011)
  40. M. Inglot, V.K. Dugaev, E.Y. Sherman, J. Barnas. Phys. Rev. B, 89, 155411 (2014)
  41. Ю.А. Бычков, Э.И. Рашба. Письма ЖЭТФ, 39 (2), 66 (1984)
  42. S. Konschuh, M. Gmitra, J. Fabian. Phys. Rev. B, 82 (24), 245412 (2010)
  43. M.H.D. Guimaraes, P.J. Zomer, J. Ingla-Aynes, J.C. Brant, N. Tombros, B.J. van Wees. Phys. Rev. Lett., 113, 086602 (2014)
  44. C.L. Kane, E.J. Mele. Phys. Rev. Lett., 95 (22) (2005)
  45. M. Offidani, M. Milletar`i, R. Raimondi, A. Ferreira. Phys. Rev. Lett., 119, 196801 (2017)
  46. A.W. Cummings, J.H. Garcia, J. Fabian, S. Roche. Phys. Rev. Lett,, 119 (20) (2017)
  47. M. Offidani, R. Raimondi, A. Ferreira. Condens. Matter, 3 (2), 18 (2018)
  48. M.I. Dyakonov (ed.). Spin Physics in Semiconductors (Springer, Berlin-Heidelberg, 2008)
  49. K.F. Mak, M.Y. Sfeir, Y. Wu, C.H. Lui, J.A. Misewich, T.F. Heinz. Phys. Rev. Lett., 101 (19) (2008)
  50. Z. Li, E.A. Henriksen, Z. Jiang, Z. Hao, M.C. Martin, P. Kim, H.L. Stormer, D.N. Basov. Nature Physics, 4 (7), 532 (2008)
  51. D.S.L. Abergel, A. Russell, V.I. Fal'ko. Appl. Phys. Lett., 91 (6), 063125 (2007)
  52. L.A. Benitez, J.F. Sierra, W.S. Torres, A. Arrighi, F. Bonell, M.V. Costache, S.O. Valenzuela. Nature Physics, 14 (3), 303 (2017)
  53. M. Johnson, R.H. Silsbee. Phys. Rev. Lett., 55, 1790 (1985).

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.

Учредители

Издатель

© 2024 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук
Powered by webapplicationthemes.com - High quality HTML Theme