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【24h】

Manipulation of valley pseudospin in WSe_2/CrI_3 heterostructures by the magnetic proximity effect

机译：磁邻近效应操纵WSe_2 / CrI_3异质结构中的谷假自旋

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Removing valley degeneracy is a necessary condition for manipulating valley degrees of freedom and storing information in future spintronics. Magnetic proximity effect has been demonstrated to be an effective way to introduce exchange interactions, especially in the case of two-dimensional (2D) van der Waals (vdW) heterostructures. We have explored the electronic properties and the valley physics of 2D WSe_2/CrI_3 using first-principles calculations. Our results show that a valley splitting of 2 meV is achieved in WSe_2/CrI_3 heterostructures thanks to the coexistence of inversion and time-reversal symmetry breaking. This value corresponds to an effective magnetic field of ～10 T in experiments. Moreover, we demonstrate that the valley splitting is a robust feature regardless of the stacking configuration and the thickness of CrI_3. Most importantly, by reversing the magnetization in the CrI_3 layer, the valley splitting and polarization at K~+ and K~- points are completely switchable. Our findings provide fundamental insights into the magnetoelectric spin-orbit coupling based spintronics applications of 2D vdW heterostructures.
机译：消除波谷简并性是操纵波谷自由度并在未来的自旋电子学中存储信息的必要条件。磁邻近效应已被证明是引入交换相互作用的有效方法，尤其是在二维（2D）范德华（vdW）异质结构的情况下。我们已经使用第一性原理计算来探索2D WSe_2 / CrI_3的电子性质和波谷物理学。我们的结果表明，由于反演和时间反转对称破坏的共存，在WSe_2 / CrI_3异质结构中实现了2 meV的谷值分裂。在实验中，该值对应的有效磁场约为10T。此外，我们证明了谷值分裂是一个强大的功能，而与堆叠结构和CrI_3的厚度无关。最重要的是，通过反转CrI_3层中的磁化强度，可以完全切换K〜+和K〜-点处的波谷分裂和极化。我们的发现为2d vdW异质结构基于磁电自旋轨道耦合的自旋电子学应用提供了基本见识。

著录项

  • 来源
    《Physical review》 |2020年第12期|125401.1-125401.7|共7页
  • 作者

    Tao Hu; Guodong Zhao; Heng Gao; Yabei Wu; Jisang Hong; Alessandro Stroppa; Wei Ren;

  • 作者单位

    State Key Laboratory of Advanced Special Steel Shanghai Key Laboratory of High Temperature Superconductors MGI ICQMS Department of Physics Shanghai University Shanghai 200444 China;

    Department of Physics Pukyong National University Busan 608-737 Korea;

    CNR-SPIN c/o Università degli Studi dell' Aquila Via Vetoio - 67100 - Coppito (L'Aquila) Italy;

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