Spin-Bahn-Nähe in MoS₂/Bilayer-Graphen-Heterostrukturen

Van-der-Waals-Heterostrukturen bieten eine vielseitige Plattform zur Anpassung elektronischer Eigenschaften durch die Integration zweidimensionaler Materialien. Unter diesen Kombinationen sticht die Wechselwirkung zwischen Bilayer-Graphen und Übergangsmetall-Dichalkogeniden (TMDs) aufgrund ihres Potenzials zur Induzierung der Spin-Bahn-Kopplung (SOC) im Graphen hervor. Zukünftige Gerätekonzepte erfordern ein Verständnis der genauen Natur der SOC in TMD/Bilayer-Graphen-Heterostrukturen und ihres Einflusses auf elektronische Transportphänomene. Hier bestätigen wir experimentell die Präsenz von zwei verschiedenen Typen der SOC, Ising (1,55 meV) und Rashba (2,5 meV), im Bilayer-Graphen, wenn es mit Molybdändisulfid, das als eines der stabilsten TMDs anerkannt ist, verbunden ist. Darüber hinaus zeigen wir einen nicht-monotonen Trend in der Leitfähigkeit in Bezug auf das elektrische Verschiebungsfeld bei Ladungsneutralität. Dieses Phänomen wird der Existenz von Einzelteilchenlücken zugeschrieben, die durch die Ising-SOC induziert werden und durch ein kritisches Verschiebungsfeld geschlossen werden können. Bemerkenswert ist, dass unsere Ergebnisse auch scharfe Spitzen in der Magnetoleitfähigkeit rund um das kritische Verschiebungsfeld enthüllen, was bestehende theoretische Modelle in Frage stellt.