研究目的
研究通过三层hBN隧道势垒向双层石墨烯注入自旋的效率，并将其与双层hBN势垒进行比较。
研究成果
研究表明，3L-hBN隧道势垒能实现钴向石墨烯的高效、可调自旋注入，直流自旋极化率高达50%。该自旋注入极化具有各向同性且与外加直流偏压无关的特性。
研究不足
该研究受实验条件限制，包括测量温度和hBN/石墨烯界面的质量。直流偏压依赖的自旋注入底层机制尚不明确。
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通过三层六方氮化硼隧道势垒实现石墨烯的高效自旋注入
DOI：10.1063/1.5050874
期刊：Journal of Applied Physics
出版年份：2018
更新时间：2025-09-10 09:29:36
摘要：
我们研究了完全封装在六方氮化硼（hBN）中的双层石墨烯的自旋注入特性，其中包括三层（3L）六方氮化硼（hBN）隧道势垒。随着直流偏压的变化，微分自旋注入极化率在约250 mV直流偏压下上升至60%。我们测得其直流自旋极化率为50%，比2L-hBN高30%。通过局部双端自旋输运测量证实，该高极化率在室温下依然成立。我们观察到Co/2L-hBN和Co/3L-hBN向石墨烯的微分自旋注入效率相当，由此推断钴与石墨烯之间可能的交换相互作用并非偏压依赖性的起源。此外，研究结果表明施加直流偏压产生的局域栅控效应也不是造成直流偏压依赖性的原因。我们讨论了载流子密度相关的自旋注入效率测量，发现微分自旋注入极化率未出现显著调制。同时分析了面内与面外自旋注入的偏压依赖性，得出自旋注入极化率具有各向同性且不随偏压变化的结论。
作者：
Johannes Christian Leutenantsmeyer，Josep Ingla-Aynés，Mallikarjuna Gurram，Bart J. van Wees
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