Current-Induced Spin Polarization in Topological Insulator-Graphene Heterostructures

Nano Letters

Volumn 16, Issue 4, 2016, Pages 2595-2602

  Vaklinova, Kristina ^a   Hoyer, Alexander ^a   Burghard, Marko ^a   Kern, Klaus ^a,b  

^a MAX PLANCK INSTITUT FÜR FESTKÖRPERFORSCHUNG   (Germany)

^b EPFL   (Switzerland)

Author keywords

graphene; spintronics; Topological insulators; van der Waal epitaxy

Indexed keywords

EPITAXIAL GROWTH; GRAPHENE; HETEROJUNCTIONS; LOCKS (FASTENERS); MAGNETOELECTRONICS; SEMICONDUCTING SELENIUM COMPOUNDS; SPIN POLARIZATION; VAN DER WAALS FORCES;

EPITAXIAL HETEROSTRUCTURE; INTIMATE COUPLINGS; MASSLESS DIRAC FERMIONS; SPIN MANIPULATION; SPIN POLARIZED CURRENTS; SPINTRONIC DEVICE; TOPOLOGICAL INSULATORS; VAN DER WAAL;

ELECTRIC INSULATORS;

EID: 84964895725     PISSN: 15306984     EISSN: 15306992     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/acs.nanolett.6b00167     Document Type: Article

References (48)

1. Žutić, I.; Fabian, J.; Sarma, S. Rev. Mod. Phys. 2004, 76, 323-345 10.1103/RevModPhys.76.323
2. Bader, S.; Parkin, S. Annu. Rev. Condens. Matter Phys. 2010, 1, 71-88 10.1146/annurev-conmatphys-070909-104123
3. Han, W.; Kawakami, R.; Gmitra, M.; Fabian, J. Nat. Nanotechnol. 2014, 9, 794-807 10.1038/nnano.2014.214
4. Kamalakar, M.; Groenveld, C.; Dankert, A.; Dash, S. Nat. Commun. 2015, 6, 6766 10.1038/ncomms7766
5. Lundeberg, M.; Yang, J.; Renard, J.; Folk, J. Phys. Rev. Lett. 2013, 110, 156601 10.1103/PhysRevLett.110.156601
6. Kochan, D.; Gmitra, M.; Fabian, J. Phys. Rev. Lett. 2014, 112, 116602 10.1103/PhysRevLett.112.116602
7. Friedman, A.; van't Erve, O.; Li, C.; Robinson, J.; Jonker, B. Nat. Commun. 2014, 5, 3161 10.1038/ncomms4161
8. Kamalakar, M.; Dankert, A.; Bergsten, J.; Ive, T.; Dash, S. Sci. Rep. 2014, 4, 6146 10.1038/srep06146
9. Dash, S.; Sharma, S.; Le Breton, J.; Peiro, J.; Jaffrès, H.; George, J.; Lemaitre, A.; Jansen, R. Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2011, 84, 054410 10.1103/PhysRevB.84.054410
10. Chen, T.; Pepper, M.; Farrer, I.; Jones, G.; Ritchie, D. Phys. Rev. Lett. 2012, 109, 177202 10.1103/PhysRevLett.109.177202
11. Schmehl, A.; Vaithyanathan, V.; Herrnberger, A.; Thiel, S.; Richter, C.; Liberati, M.; Heeg, T.; Röckerath, M.; Kourkoutis, L.; Mühlbauer, S.; Böni, P.; Muller, D.; Barash, Y.; Schubert, J.; Idzerda, Y.; Mannhart, J.; Schlom, D. Nat. Mater. 2007, 6, 882 10.1038/nmat2012
12. Averyanov, D.; Sadofyev, Y.; Tokmachev, A.; Primenko, A.; Likhachev, I.; Storchak, V. ACS Appl. Mater. Interfaces 2015, 7, 6146-6152 10.1021/am5089007
13. Hasan, M.; Kane, C. Rev. Mod. Phys. 2010, 82, 3045-3067 10.1103/RevModPhys.82.3045
14. Abanin, D.; Pesin, D. Phys. Rev. Lett. 2011, 106, 136802 10.1103/PhysRevLett.106.136802
15. Li, C.; van't Erve, O.; Robinson, J.; Liu, Y.; Li, L.; Jonker, B. Nat. Nanotechnol. 2014, 9, 218-224 10.1038/nnano.2014.16
16. Tian, J.; Childres, I.; Cao, H.; Shen, T.; Miotkowski, I.; Chen, Y. Solid State Commun. 2014, 191, 1-5 10.1016/j.ssc.2014.04.005
17. Tian, J.; Miotkowski, I.; Hong, S.; Chen, Y. Sci. Rep. 2015, 5, 14293 10.1038/srep14293
18. Tang, J.; Chang, L.; Kou, X.; Murata, K.; Choi, E.; Lang, M.; Fan, Y.; Jiang, Y.; Montazeri, M.; Jiang, W.; Wang, Y.; He, L.; Wang, K. Nano Lett. 2014, 14, 5423-5429 10.1021/nl5026198
19. Ando, Y.; Hamasaki, T.; Kurokawa, T.; Ichiba, K.; Yang, F.; Novak, M.; Sasaki, S.; Segawa, K.; Ando, Y.; Shiraishi, M. Nano Lett. 2014, 14, 6226-6230 10.1021/nl502546c
20. Dankert, A.; Geurs, J.; Kamalakar, M.; Charpentier, S.; Dash, S. Nano Lett. 2015, 15, 7976-7981 10.1021/acs.nanolett.5b03080
21. Liu, L.; Richardella, A.; Garate, I.; Zhu, Y.; Samarth, N.; Chen, C. Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2015, 91, 235437 10.1103/PhysRevB.91.235437
22. Mellnik, A.; Lee, J.; Richardella, A.; Grab, J.; Mintun, P.; Fischer, M.; Vaezi, A.; Manchon, A.; Kim, E.; Samarth, N.; Ralph, D. Nature 2014, 511, 449-451 10.1038/nature13534
23. Aseev, P.; Artemenko, S. Phys. B 2015, 460, 222-226 10.1016/j.physb.2014.11.076
24. Popov, I.; Mantega, M.; Narayan, A.; Sanvito, A. Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2014, 90, 35418 10.1103/PhysRevB.90.035418
25. Jin, K.; Jhi, S. Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2013, 87, 075442 10.1103/PhysRevB.87.075442
26. Kou, L.; Hu, F.; Yan, B.; Wehling, T.; Felser, C.; Frauenheim, T.; Chen, C. Carbon 2015, 87, 418-423 10.1016/j.carbon.2015.02.057
27. Dang, W.; Peng, H.; Li, H.; Wang, P.; Liu, Z. Nano Lett. 2010, 10, 2870-2876 10.1021/nl100938e
28. Gehring, P.; Gao, B.; Burghard, M.; Kern, K. Nano Lett. 2012, 12, 5137-5142 10.1021/nl3019802
29. Xu, S.; Han, Y.; Chen, X.; Wu, Z.; Wang, L.; Han, T.; Ye, W.; Lu, H.; Long, G.; Wu, Y.; Lin, J.; Cai, Y.; Ho, K.; He, Y.; Wang, N. Nano Lett. 2015, 15, 2645-2651 10.1021/acs.nanolett.5b00247
30. Ren, Z.; Taskin, A.; Sasaki, S.; Segawa, K.; Ando, Y. Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2010, 82, 241306 10.1103/PhysRevB.82.241306
31. Johnson, M.; Silsbee, R. Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 1988, 37, 5326-5335 10.1103/PhysRevB.37.5326
32. Jedema, F.; Filip, A.; van Wees, B. Nature 2001, 410, 345-348 10.1038/35066533
33. Kimura, T.; Otani, Y.; Hamrle, J. Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2006, 73, 132405 10.1103/PhysRevB.73.132405
34. Tombros, N.; Jozsa, C.; Popinciuc, M.; Jonkman, H.; van Wees, B. Nature 2007, 448, 571-574 10.1038/nature06037
35. Han, W.; Pi, K.; McCreary, K.; Li, Y.; Wong, J.; Swartz, A.; Kawakami, R. Phys. Rev. Lett. 2010, 105, 167202 10.1103/PhysRevLett.105.167202
36. Takahashi, S.; Maekawa, S. Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2003, 67, 052409 10.1103/PhysRevB.67.052409
37. Pirkle, A.; Chan, J.; Venugopal, A.; Hinojos, D.; Magnuson, C.; McDonnell, S.; Colombo, L.; Vogel, E.; Ruoff, R.; Wallace, R. Appl. Phys. Lett. 2011, 99, 122108 10.1063/1.3643444
38. Avsar, A.; Tan, J.; Taychatanapat, T.; Balakrishnan, J.; Koon, G.; Yeo, Y.; Lahiri, J.; Carvalho, A.; Rodin, A.; O'Farrell, E.; Eda, G.; Castro Neto, A.; Özyilmaz, B. Nat. Commun. 2014, 5, 4875 10.1038/ncomms5875
39. Gehring, P.; Gao, B.; Burghard, M.; Kern, K. Appl. Phys. Lett. 2012, 101, 023116 10.1063/1.4736404
40. Bao, L.; He, L.; Meyer, N.; Kou, X.; Zhang, P.; Chen, Z.; Fedorov, A.; Zou, J.; Riedemann, T.; Lograsso, T.; Wang, K.; Tuttle, G.; Xiu, F. Sci. Rep. 2012, 2, 726 10.1038/srep00726
41. Altshuler, B.; Aronov, A. Electron-electron interaction in disordered systems; North-Holland Physics Publishing: Amsterdam, 1985.
42. Volmer, F.; Drögeler, M.; Pohlmann, T.; Güntherodt, G.; Stampfer, C.; Beschoten, B. 2D Mater. 2015, 2, 024001 10.1088/2053-1583/2/2/024001
43. Han, W.; Kawakami, R. Phys. Rev. Lett. 2011, 107, 047207 10.1103/PhysRevLett.107.047207
44. Dlubak, B.; Martin, M.; Deranlot, C.; Servet, B.; Xavier, S.; Mattana, R.; Sprinkle, M.; Berger, C.; De Heer, W.; Petroff, F.; Anane, A.; Seneor, P.; Fert, A. Nat. Phys. 2012, 8, 557-561 10.1038/nphys2331
45. Náfrádi, B.; Choucair, M.; Forró, L. Carbon 2014, 74, 346-351 10.1016/j.carbon.2014.03.046
46. Rao, S.; Stesmans, A.; van Tol, J.; Kosynkin, D.; Higginbotham-Duque, A.; Lu, W.; Sinitskii, A.; Tour, J. ACS Nano 2012, 6, 7615-7623 10.1021/nn302745x
47. Han, W.; McCreary, K.; Pi, K.; Wang, W.; Li, Y.; Wen, H.; Chen, J.; Kawakami, R. J. Magn. Magn. Mater. 2012, 324, 369-381 10.1016/j.jmmm.2011.08.001
48. Arakane, T.; Sato, T.; Souma, S.; Kosaka, K.; Nakayama, K.; Komatsu, M.; Takahashi, T.; Ren, Z.; Segawa, K.; Ando, Y. Nat. Commun. 2012, 3, 636 10.1038/ncomms1639