ハロゲン装置のホスホレンにおけるフォトガルバニック効果とスピンシーベック効果によって誘導される純粋なスピン電流および完全にスピン偏光電流

スピン輸送の制御は、スピントロニクスにおける基本的であるが重要なタスクであり、高スピン偏光輸送と純粋なスピン電流の実現が特に望まれます。非平衡グリーンの関数と第一原理の計算を組み合わせることにより、ハロゲン吸着は、フェルミレベルの近くに2つのほぼ対称スピットスプリット状態を持つ2つのほぼ対称スピリット状態を持つ磁気半導体から黒いリン酸塩単層を磁気半導体に変換できることが示されています。輸送チャネル。さらなる調査は、ハロゲン装置のホスホレンに基づくデバイスが多機能的に振る舞うことができることを示しています。ここでは、純粋なスピン光電流と完全にスピン偏光の光電流が、入射光の光子エネルギーまたは偏光角を調整することにより効果的に制御できることが示されています。さらに、純粋なスピン電流は温度勾配によって誘導され、完全なスピンシーベック効果をもたらすこともできます。この研究は、ハロゲン装置のホスホレン系が、2次元のスピトロニックデバイスにおける高い統合密度と低エネルギー散逸の潜在的な応用を持っていることを示しています。

The control of spin transport is a fundamental but crucial task in spintronics and realization of high spin polarization transport and pure spin currents is particularly desired. By combining the non-equilibrium Green's function with first principles calculations, it is shown that halogen adsorption can transform a black phosphorene monolayer from a nonmagnetic semiconductor to a magnetic semiconductor with two almost symmetric spin-split states near the Fermi level, which provides two isolated transport channels. Further investigations demonstrate that a device based on halogen-decorated phosphorene can behave multifunctionally, where a pure spin photocurrent and a fully spin-polarized photocurrent can be effectively controlled by tuning the photon energy or polarization angle of the incident light. In addition, pure spin current can also be induced by a temperature gradient, resulting in a perfect spin Seebeck effect. This work demonstrates that the halogen-decorated phosphorene systems have potential applications of high integration density and low energy dissipation in two-dimensional spintronic devices.