Nature Mater.：室温下，在少层半金属MoTe2中同时实现经典/平面自旋霍尔效应

初学者

2020-02-06

自旋霍尔效应（SHE）通常在具有大量自旋轨道耦合（SOC）的高对称性晶体中以体效应的形式存在。在这之中，对称的自旋轨道场使得自旋霍尔角（θ_SH）和自旋扩散长度（L_sf）之间存在权衡，且自旋极化、自旋电流和荷电流（外部电流）三者之间相互正交。

最近，新加坡国立大学Kian Ping Loh、Vitor M. Pereira和台北中研院物理所Hsin Lin等人发现，低对称性少层半金属MoTe₂在室温下可实现高达0.32的 θ_SH和2.2 μm的L_sf，十分有望用于同步的自旋生成、传输以及检测。此外，作者发现面外极化的纵向自旋电流既可由横向的荷电流产生，也可由垂直方向的荷电流产生，分别源于传统SHE和新发现的平面SHE。该研究表明对晶体对称性和SOC的调控能实现新型电荷-自旋转换和自旋-轨道转矩，在自旋电子应用中存在一定前景。 

图1. 块体/少层半金属MoTe₂的晶体对称性。 

图2. MoTe₂中传统的SHE。 

图3. 电荷诱导的面外自旋电流。

参考文献：

Song, P., Hsu, C., Vignale, G. et al. Coexistence of large conventional and planar spin Hall effect with long spin diffusion length in a low-symmetry semimetal at room temperature. Nat. Mater. (2020). https://doi.org/10.1038/s41563-019-0600-4

https://www.nature.com/articles/s41563-019-0600-4