Nem-lokális spintranszport mérések grafén/BiTeBr heteroszerkezetekben
Konzulensek: Makk Péter, Fizika Tanszék
Csonka Szabolcs, Fizika Tanszék
Kovács-Krausz Zoltán, Fizika Tanszék
A kétdimenziós kristályokból készített van der Waals heteroszerkezetek az anyagtudomány és a nanoelektronika egyik új, intenzíven kutatott területe. Az alkotóelemeik megfelelő választásával különleges tulajdonságokkal rendelkezhetnek, amely miatt számos új nanoelektronikai eszköz állítható elő belőlük. [1]
A grafén a hangolható elektromos tulajdonságai, a nagy mobilitása és a benne lévő gyenge spin – pálya kölcsönhatás miatt kiváló közeg spintranszportra, azonban spintronikai felhasználáshoz szükséges a spin manipulálása is elektromos tér segítségével, amire megoldást kínál grafénből és egy olyan anyagból készült heteroszerkezet, melyben nagy a spin – pálya csatolás. Ilyen anyag a BiTeBr, mely óriási tömbi eredetű spin – pálya kölcsönhatással rendelkezik, amely elméleti számítások alapján grafénben spin – pálya kölcsönhatást indukál proximity effektussal. [2] Hasonló grafénből és átmenetifém-dikalkogenidekből (TMDC) álló heteroszerkezeten demonstrálták, gyenge (anti-)lokalizációs valamint spin szelep mérésekkel a spin – pálya kölcsönhatás megjelenését a grafénben. [3]
Mechanikai leválasztással (exfóliációval) létrehoztam grafént és BiTeBr-ot, majd ezek egymásra építésével grafén/BiTeBr heteroszerkezetet készítettünk. Az elkészített heteroszerkezetekből spin szelep elrendezésben elektromos mérésekre alkalmas áramkörök készültek elektronsugaras litográfiával ferromágneses kontaktusok használatával.
Az elkészült mintákon szobahőmérsékleten nem-lokális méréseket végeztünk spinszelep elrendezésben. Nem-lokális feszültség kapufeszültség függését vizsgáltuk, valamint spin precessziós méréseket (Hanle-mérés) is végeztünk, melyből meghatároztam a spinélettartamot a heteroszrekezetekben.
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.
3. Benítez et al .,Strongly anisotropic spin relaxation in graphene–transition metal dichalcogenide heterostructures at room temperature, Nature Physics 14, 303 (2018)
szerző
-
Szentpéteri Bálint
Fizikus mesterképzési szak (MSc)
mesterképzés (MA/MSc)
konzulensek
-
Dr. Makk Péter
Tudomanyos munkatars, Fizika Tanszék -
