石墨烯/MoS?范德华异质结构中的室温自旋霍尔效应

摘要： 石墨烯是实现长距离自旋传输的优异材料，但难以进行自旋操控。过渡金属硫族化合物通过邻近效应将其强自旋轨道耦合特性传递给石墨烯，理论预测由此可实现基于自旋霍尔效应和拉斯巴-埃德尔斯坦效应的高效自旋-电荷转换。本研究通过结合霍尔探针与铁磁电极，明确实验证实了二硫化钼邻近效应在石墨烯中诱导的自旋霍尔效应（温度范围覆盖至室温）。同一材料的不同区域分别实现自旋传输与自旋霍尔效应的特性，产生了迄今未报道的自旋-电荷电压输出效率。值得注意的是，在单层石墨烯/二硫化钼异质结构器件中，我们观测到可同时归因于石墨烯中邻近诱导的拉斯巴-埃德尔斯坦效应或二硫化钼中自旋霍尔效应的叠加式自旋-电荷电流转换。通过与理论计算对比，后者情景被证实为最可能机制。该发现为二维材料中自旋信息传输与自旋-电荷转换的协同应用铺平道路，为未来多种自旋电子学应用开辟了新机遇。