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Zollner, Klaus ; Gmitra, Martin ; Fabian, Jaroslav

Swapping Exchange and Spin-Orbit Coupling in 2D van der Waals Heterostructures

Zollner, Klaus , Gmitra, Martin und Fabian, Jaroslav (2020) Swapping Exchange and Spin-Orbit Coupling in 2D van der Waals Heterostructures. Physical Review Letters 125, S. 196402.

Veröffentlichungsdatum dieses Volltextes: 25 Sep 2020 06:30
Artikel
DOI zum Zitieren dieses Dokuments: 10.5283/epub.43794

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Zusammenfassung

The concept of swapping the two most important spin interactions -- exchange and spin-orbit coupling -- is proposed based on two-dimensional multilayer van der Waals heterostructures. Specifically, we show by performing realistic ab initio simulations, that a single device consisting of a bilayer graphene sandwiched by a 2D ferromagnet Cr2Ge2Te6 (CGT) and a monolayer WS2, is able not only to ...

The concept of swapping the two most important spin interactions -- exchange and spin-orbit coupling -- is proposed based on two-dimensional multilayer van der Waals heterostructures. Specifically, we show by performing realistic ab initio simulations, that a single device consisting of a bilayer graphene sandwiched by a 2D ferromagnet Cr2Ge2Te6 (CGT) and a monolayer WS2, is able not only to generate, but also to swap the two interactions. The highly efficient swapping is enabled by the interplay of gate-dependent layer polarization in bilayer graphene and short-range spin-orbit and exchange proximity effects affecting only the layers in contact with the sandwiching materials. We call these structures ex-so-tic, for supplying either exchange (ex) or spin-orbit (so) coupling in a single device, by gating. Such bifunctional devices demonstrate the potential of van der Waals spintronics engineering using 2D crystal multilayers.



Beteiligte Einrichtungen


Details

DokumentenartArtikel
Titel eines Journals oder einer ZeitschriftPhysical Review Letters
Verlag:American Physical Society (APS)
Band:125
Seitenbereich:S. 196402
DatumNovember 2020
InstitutionenPhysik > Institut für Theoretische Physik > Lehrstuhl Professor Richter > Arbeitsgruppe Jaroslav Fabian
Projekte
Gefördert von: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) (314695032)
Gefördert von: Europäische Kommission (EU) (785219)
Identifikationsnummer
WertTyp
2005.11058arXiv-ID
10.1103/PhysRevLett.125.196402DOI
Stichwörter / KeywordsGRAPHENE; GRAPHITE
Dewey-Dezimal-Klassifikation500 Naturwissenschaften und Mathematik > 530 Physik
StatusVeröffentlicht
BegutachtetJa, diese Version wurde begutachtet
An der Universität Regensburg entstandenJa
URN der UB Regensburgurn:nbn:de:bvb:355-epub-437945
Dokumenten-ID43794

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