Structural properties of cobalt and gold intercalated graphene on SiC(0001) single crystal, 2020-2022, Daria Glazkova, Dr. Artem Rybkin

Проект: исполнение гранта/договораисполнение гранта/договора в целом

Сведения о проекте

описание

Комбинация сильной спин-орбитальной связи (SOC) и сильного магнетизма могла бы стать площадкой для наблюдения квантового аномального эффекта Холла (QAHE) [1,2]. В этом случае может быть выполнено необходимое условие для наблюдения QAHE: объемная энергетическая щель открывается при наличии как спин-орбитальной связи Рашбы, так и внеплоскостного обменного поля. Следует отметить, что графен на диэлектрической подложке следует использовать для экспериментального измерения QAHE.
Недавно было экспериментально продемонстрировано, что квазиавтономный характер, сильное обменное расщепление и гигантское SOC вполне достижимы в графене сразу [3]. Намагничивание в плоскости было доступно только из-за толщины слоя Co (95 Å). Таким образом, электронная структура графена, интеркалированного Au на Co (0001), оказывается во многом аналогичной структуре автономного графена с сохраненной линейной дисперсией, но с гигантским спиновым расщеплением Рашбы,
конус Дирака слегка легирован р-примесью и не показывает явных признаков открытия глобального зазора точки Дирака. Причина этого кроется в обменном поле в плоскости, что подтверждается расчетами DFT [3]. Тонкие (1-3ML) или толстые объемные слои (более 50ML) должны использоваться для достижения намагниченности слоя Co вне плоскости в соответствии с Refs. [4,5]. Экспериментально установлено, что CVD-синтез графена на тонких слоях кобальта невозможен из-за образования в нем трещин при нагревании. Кроме того, наши усилия по намагничиванию толстых слоев Co (120-180 Å) не увенчались успехом: слой Co в этом диапазоне толщин можно было намагничивать только в плоскости. Недавно были разработаны эпитаксиальные структуры, в которых эпитаксиальный слой Co помещен между буфером Pt (111), выращенным в свою очередь на подложках MgO (111) или Al2O3 (0001), и слоем графена [6,7]. Кроме того, обсуждалось взаимодействие между SOC-индуцированным взаимодействием Дзялошинского-Мория (DMI) на Co / Pt и противоположным DMI типа Рашбы на границах Gr / Co с уменьшением общего DMI системы [7]. Коинтеркаляция под графен успешно использовалась для других подложек, таких как 6H-SiC (0001) и Ir (111) [8,9]. Было ясно показано внеплоскостное намагничивание покрытых графеном тонких слоев Co с толщиной от субмонослоев до 15 ML [7,9]. Таким образом, гигантский SOC Рашбы и внеплоскостная обменная связь в графене, индуцированная прослойкой Au-Co (с глобальным открытием объемной щели), могут иметь квантовый аномальный эффект Холла в графене.
АкронимGRISC 2021_1
СтатусНе запущено
Действительная дата начала/окончания24/09/2117/10/21

Ключевые слова

  • графен
  • спин-орбитальное взаимодействие
  • магнитные свойства
  • магнитные системы
  • фотоэлектронная микроскопия