在自旋霍尔效应(SHE)中,电流可以产生横向自旋电流。在自旋电子学中对自旋极化电子的产生和操纵起着重要作用。这种现象源于自旋-轨道耦合。一般来说,更强的自旋-轨道耦合更有利于SHE。然而,磁性材料通常不具有大的SHE。在单一材料中同时实现大SHE、长程自旋输运和磁性仍极具挑战性。在这里,康奈尔大学Kin Fai Mak、Jie Shan通过直接磁光成像证明了AB堆叠MoTe2/WSe2莫尔双层中具有与铁磁性共存的巨本征SHE。
本文要点:
1) 在中等密度的电流下,作者观察到横向样品边缘的自旋积累几乎使自旋密度饱和。作者还展示了长程自旋霍尔输运和有效的非局部自旋积累,这仅受器件尺寸的限制(约10 µm)。
2) 栅极依赖性表明,巨SHE仅发生在相互作用驱动的绝缘态附近。在低温下,它出现在量子反常霍尔击穿之后。该结果证明了Berry曲率的莫尔工程和潜在自旋电子学应用的电子关联。
Zui Tao et.al Giant spin Hall effect in AB-stacked MoTe2/WSe2 bilayers Nature Nanotechnology 2023
DOI: 10.1038/s41565-023-01492-2
ttps://doi.org/10.1038/s41565-023-01492-2