Метод создания спин-расщепленных металлических состояний на кремнии путем формирования двумерных сплавов металла с сильным спин-орбитальным взаимодействием

Название разработки

Метод создания спин-расщепленных металлических состояний на кремнии путем формирования двумерных сплавов металла с сильным спин-орбитальным взаимодействием.

Новизна

Новая концепция создания металлических поверхностных состояний с различной спиновой текстурой на кремнии.

Назначение

Спинтроника с существующими кремниевыми технологиями.

Описание, характеристики

Предложен метод создания спин-расщепленных металлических состояний на кремнии путем формирования двумерных сплавов металла с сильным спин-орбитальным взаимодействием и другого подходящего металла. Эффективность этой стратегии продемонстрирована на примере формирования на поверхности кремния Si(111) двумерных сплавов Bi-Na и Tl-Pb, обладающих требуемыми свойствами. Для эксплуатации эффекта Рашбы в двумерном электронном газе на поверхности кремния с целью получения спинового транспорта необходимо иметь поверхностную реконструкцию с спин-расщепленными металлическими поверхностными зонами. Однако, металлы с сильным спин-орбитальным взаимодействием (например, Bi, Tl, Sb, Pt) образуют на кремнии реконструкции почти всегда со спин-расщепленными изоляторными зонами. Мы предлагаем стратегию создания спин-расщепленных металлических зон, используя плотный 2D сплавной слой, который содержит металл с сильным спин-орбитальным взаимодействием, и другой метал для модификации поверхностной реконструкции. Были представлены два примера, т.е. сплавление реконструкции Bi/Si(111rootxroot3 с Na и реконструкции Tl/Si(111) 1x1 с Pb.

Научная и практическая значимость

Новая концепция создания металлических поверхностных состояний с различной спиновой текстурой на кремнии увеличивает вероятность интеграции чрезвычайно интересных и многообещающих возможностей спинтроники с существующими кремниевыми технологиями.

Преимущества перед известными аналогами

Авторами предложен принципиально новый метод создания спин-расщепленных металлических состояний на кремнии, позволяющий увидеть различную спиновую текстуру на кремнии.

Область(и) применения

наноматериалы и наноэлектроника

Правовая защита

Объект авторского права. Опубликовано: D.V. Gruznev, L.V. Bondarenko, A.V. Matetskiy, A.A. Yakovlev, A.Y. Tupchaya, S.V. Eremeev, E.V. Chulkov, Jyu-Pin Chou, Ching-Ming Wei, Ming-Yu Lai, Yuh-Lin Wang, A.V. Zotov & A.A. Saranin. A strategy to create spin-split metallic bands on silicon using a dense alloy layer. Scientific Reports, 2014, Vol.4, Article number: 4742 | DOI: 10.1038/srep04742, 5 P.

Стадия готовности к практическому использованию

Предложенный метод опубликован: D.V. Gruznev, L.V. Bondarenko, A.V. Matetskiy, A.A. Yakovlev, A.Y. Tupchaya, S.V. Eremeev, E.V. Chulkov, Jyu-Pin Chou, Ching-Ming Wei, Ming-Yu Lai, Yuh-Lin Wang, A.V. Zotov & A.A. Saranin. A strategy to create spin-split metallic bands on silicon using a dense alloy layer. Scientific Reports, 2014, Vol.4, Article number: 4742 | DOI: 10.1038/srep04742, 5 P.

Авторы

Саранин А.А., Грузнев Д.В., Бондаренко Л.В., Матецкий А.В., Яковлев А.А., Тупчая А.Ю., С.В. Еремеев., Е.В. Чулков., Jyu-Pin Chou, Ching-Ming Wei, Ming-Yu Lai, Yuh-Lin Wang, Зотов А.В.