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Beer, Andreas ; Zollner, Klaus ; Serati de Brito, Caique ; Faria Junior, Paulo E. ; Parzefall, Philipp ; Ghiasi, Talieh S. ; Ingla-Aynés, Josep ; Mañas-Valero, Samuel ; Boix-Constant, Carla ; Watanabe, Kenji ; Taniguchi, Takashi ; Fabian, Jaroslav ; van der Zant, Herre S. J. ; Galvão Gobato, Yara ; Schüller, Christian

Proximity-Induced Exchange Interaction and Prolonged Valley Lifetime in MoSe2/CrSBr Van-Der-Waals Heterostructure with Orthogonal Spin Textures

Beer, Andreas, Zollner, Klaus , Serati de Brito, Caique, Faria Junior, Paulo E. , Parzefall, Philipp , Ghiasi, Talieh S., Ingla-Aynés, Josep , Mañas-Valero, Samuel, Boix-Constant, Carla, Watanabe, Kenji , Taniguchi, Takashi, Fabian, Jaroslav , van der Zant, Herre S. J., Galvão Gobato, Yara und Schüller, Christian (2024) Proximity-Induced Exchange Interaction and Prolonged Valley Lifetime in MoSe2/CrSBr Van-Der-Waals Heterostructure with Orthogonal Spin Textures. ACS Nano 18 (45), S. 31044-31054.

Veröffentlichungsdatum dieses Volltextes: 28 Nov 2024 11:46
Artikel
DOI zum Zitieren dieses Dokuments: 10.5283/epub.59715


Zusammenfassung

Heterostructures, composed of semiconducting transition-metal dichalcogenides (TMDC) and magnetic van-der-Waals materials, offer exciting prospects for the manipulation of the TMDC valley properties via proximity interaction with the magnetic material. We show that the atomic proximity of monolayer MoSe2 and the antiferromagnetic van-der-Waals crystal CrSBr leads to an unexpected breaking of ...

Heterostructures, composed of semiconducting transition-metal dichalcogenides (TMDC) and magnetic van-der-Waals materials, offer exciting prospects for the manipulation of the TMDC valley properties via proximity interaction with the magnetic material. We show that the atomic proximity of monolayer MoSe2 and the antiferromagnetic van-der-Waals crystal CrSBr leads to an unexpected breaking of time-reversal symmetry, with originally perpendicular spin directions in both materials. The observed effect can be traced back to a proximity-induced exchange interaction via first-principles calculations. The resulting spin splitting in MoSe2 is determined experimentally and theoretically to be on the order of a few meV. Moreover, we find a more than 2 orders of magnitude longer valley lifetime of spin-polarized charge carriers in the heterostructure, as compared to monolayer MoSe2/SiO2, driven by a Mott transition in the type-III band-aligned heterostructure.



Beteiligte Einrichtungen


Details

DokumentenartArtikel
Titel eines Journals oder einer ZeitschriftACS Nano
Verlag:American Chemical Society (ACS)
Band:18
Nummer des Zeitschriftenheftes oder des Kapitels:45
Seitenbereich:S. 31044-31054
Datum28 Oktober 2024
InstitutionenPhysik > Institut für Theoretische Physik > Lehrstuhl Professor Richter > Arbeitsgruppe Jaroslav Fabian
Physik > Institut für Experimentelle und Angewandte Physik > Lehrstuhl Professor Lupton > Arbeitsgruppe Christian Schüller
Projekte
Gefördert von: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) (314695032)
Gefördert von: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) (443416183)
Gefördert von: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) (443361515)
Gefördert von: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) (549364913)
Gefördert von: Europäische Kommission (EU) (881603)
Identifikationsnummer
WertTyp
10.1021/acsnano.4c07336DOI
Stichwörter / Keywordstransition metal dichalcogenides, two-dimensional magnets, van der Waals heterostructures, optical spectroscopy, time-resolved Kerr rotation
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-597152
Dokumenten-ID59715

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