Spin – pálya kölcsönhatás vizsgálata grafén/BiTeBr/hBN heteroszerkezetekben
Konzulensek: Csonka Szabolcs, Fizika Tanszék
Kovács-Krausz Zoltán, Fizika Tanszék
A kétdimenziós kristályok és a belőlük készített van der Waals heteroszerkezetek napjaink nanofizikájának egyik legintenzívebben kutatott területe. A heteroszerkezetek érdekességét az adja, hogy kétdimenziós kristályok egymásra pakolásával atomi pontossággal választható meg bennük a rétegek sorrendje. A heteroszerkezetek számtalan új nanoelektronikai eszköz készítésére kínálnak lehetőséget. [1]
A grafén/BiTeBr heteroszerkezeteket érdekességét az adja, hogy a BiTeBr óriási tömbi eredetű spin – pálya kölcsönhatással rendelkezik, ami elméleti számítások szerint a grafénbe is átöröklődik proximity effektussal. A spin – pálya kölcsönhatás keltésével és elektromos kapukkal történő hangolásával új spintronikai funkciókat lehetne grafénben megvalósítani. A grafén/BiTeBr heteroszerketek vezetési tulajdonságai néhány atomi réteg vastag hBN (hexa bór-nitrid) kristály réhelyezésével feljavíthatók, ezáltal jobb minőségű eszközök készíthetők a grafén/BiTeBr/hBN heteroszerkezetekből. [2]
Mechanikai leválasztással (exfóliációval) létrehoztam grafént, BiTeBr-ot és hBN-t a tömbi megfelelőikből, majd ezek egymásra építésével grafén/BiTeBr/hBN heteroszerkezeteket készítettem. Az elkészített heteroszerkezetekből transzport mérésekre alkalmas áramkörök készültek elektronsugaras litográfiával.
Alacsony hőmérsékleti transzport mérésekben az elkészült mintákon összehasonlító mérések készültek a heteroszerkezet és a grafén között, melyeknek célja a BiTeBr hatásának vizsgálata volt a grafénen. A transzport mérések során a mágneses tér és a minta alatt a Si hordozóra kapcsolt kapufeszültség függvényében kétpont ellenállás méréseket végeztem a mintákon.
Irodalom:
1. A. K. Geim and I. V. Grigorieva, „Van der waals heterostructures,” Nature, vol. 499, pp. 419–425, jul 2013.
2. M. Zhang, Electronic properties and topological phases in graphene-based van der waals heterostructures. thesis, National University of Singapore, 2014.
