Inducing Single Spin-Polarized Flat Bands in Monolayer Graphene.
graphene
rare-earth elements
spin-orbit coupling
spin-polarized flat bands
Journal
Advanced materials (Deerfield Beach, Fla.)
ISSN: 1521-4095
Titre abrégé: Adv Mater
Pays: Germany
ID NLM: 9885358
Informations de publication
Date de publication:
Sep 2023
Sep 2023
Historique:
revised:
27
03
2023
received:
14
02
2023
medline:
11
4
2023
pubmed:
11
4
2023
entrez:
10
4
2023
Statut:
ppublish
Résumé
Due to the fundamental and technological implications in driving the appearance of non-trivial, exotic topological spin textures and emerging symmetry-broken phases, flat electronic bands in 2D materials, including graphene, are nowadays a relevant topic in the field of spintronics. Here, via europium doping, single spin-polarized bands are generated in monolayer graphene supported by the Co(0001) surface. The doping is controlled by Eu positioning, allowing for the formation of a
Identifiants
pubmed: 37036386
doi: 10.1002/adma.202301441
doi:
Types de publication
Journal Article
Langues
eng
Sous-ensembles de citation
IM
Pagination
e2301441Subventions
Organisme : SOgraphMEM Project
ID : PCI2019-111867-2
Organisme : SOgraphMEM Project
ID : PCI2019-111908-2
Organisme : Regional Government of Madrid
ID : P2018/NMT-4321
Organisme : Spanish MICINN
ID : RTI2018-097895-B-C42
Organisme : Spanish MICINN
ID : PID2021-122980OB-C52
Organisme : Programme for Centres of Excellence in R&D
ID : CEX2020-001039-S
Organisme : Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) through the Collaborative Research Center SFB 1238
ID : C01
Informations de copyright
© 2023 The Authors. Advanced Materials published by Wiley-VCH GmbH.
Références
M. Kang, S. Fang, L. Ye, H. C. Po, J. Denlinger, C. Jozwiak, A. Bostwick, E. Rotenberg, E. Kaxiras, J. G. Checkelsky, R. Comin, Nat. Commun. 2020, 11, 4004.
K. Sun, Z. Gu, H. Katsura, S. D. Sarma, Phys. Rev. Lett. 2011, 106, 236803.
Z. Liu, F. Liu, Y.-S. Wu, Chin. Phys. B 2014, 23, 077308.
N. B. Kopnin, T. T. Heikkilä, G. E. Volovik, Phys. Rev. B 2011, 83, 220503.
D. Leykam, A. Andreanov, S. Flach, Adv. Phys. X 2018, 3, 1473052.
B. Hunt, J. D. Sanchez-Yamagishi, A. F. Young, M. Yankowitz, B. J. LeRoy, K. Watanabe, T. Taniguchi, P. Moon, M. Koshino, P. Jarillo-Herrero, R. C. Ashoori, Science 2013, 340, 1427.
C. R. Dean, L. Wang, P. Maher, C. Forsythe, F. Ghahari, Y. Gao, J. Katoch, M. Ishigami, P. Moon, M. Koshino, T. Taniguchi, K. Watanabe, K. L. Shepard, J. Hone, P. Kim, Nature 2013, 497, 598.
L. A. Ponomarenko, R. V. Gorbachev, G. L. Yu, D. C. Elias, R. Jalil, A. A. Patel, A. Mishchenko, A. S. Mayorov, C. R. Woods, J. R. Wallbank, M. Mucha-Kruczynski, B. A. Piot, M. Potemski, I. V. Grigorieva, K. S. Novoselov, F. Guinea, V. I. Fal'ko, A. K. Geim, Nature 2013, 497, 594.
J. C. W. Song, A. V. Shytov, L. S. Levitov, Phys. Rev. Lett. 2013, 111, 266801.
R. Bistritzer, A. H. MacDonald, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2011, 108, 12233.
Y. Cao, V. Fatemi, A. Demir, S. Fang, S. L. Tomarken, J. Y. Luo, J. D. Sanchez-Yamagishi, K. Watanabe, T. Taniguchi, E. Kaxiras, R. C. Ashoori, P. Jarillo-Herrero, Nature 2018, 556, 80.
A. H. Castro Neto, F. Guinea, N. M. R. Peres, K. S. Novoselov, A. K. Geim, Rev. Mod. Phys. 2009, 81, 109.
J. Liu, X. Dai, Nat. Rev. Phys. 2021, 3, 367.
F. R. Geisenhof, F. Winterer, A. M. Seiler, J. Lenz, T. Xu, F. Zhang, R. T. Weitz, Nature 2021, 598, 53.
S. Link, S. Forti, A. Stöhr, K. Küster, M. Rösner, D. Hirschmeier, C. Chen, J. Avila, M. C. Asensio, A. A. Zakharov, T. O. Wehling, A. I. Lichtenstein, M. I. Katsnelson, U. Starke, Phys. Rev. B 2019, 100, 121407.
L. Classen, A. V. Chubukov, C. Honerkamp, M. M. Scherer, Phys. Rev. B 2020, 102, 125141.
P. Rosenzweig, H. Karakachian, D. Marchenko, K. Küster, U. Starke, Phys. Rev. Lett. 2020, 125, 176403.
N. Ehlen, M. Hell, G. Marini, E. H. Hasdeo, R. Saito, Y. Falke, M. O. Goerbig, G. Di Santo, L. Petaccia, G. Profeta, A. Grüneis, ACS Nano 2020, 14, 1055.
M. Jugovac, C. Tresca, I. Cojocariu, G. Di Santo, W. Zhao, L. Petaccia, P. Moras, G. Profeta, F. Bisti, Phys. Rev. B 2022, 105, L241107.
S.-H. Lee, Y. Kim, B. Cho, J. Park, M.-S. Kim, K. Park, H. Jeon, M. Jung, K. Park, J. Lee, J. Seo, Commun. Phys. 2022, 5, 235.
M. Li, Q. Wang, G. Wang, Z. Yuan, W. Song, R. Lou, Z. Liu, Y. Huang, Z. Liu, H. Lei, Z. Yin, S. Wang, Nat. Commun. 2021, 12, 3129.
N. Regnault, Y. Xu, M.-R. Li, D.-S. Ma, M. Jovanovic, A. Yazdani, S. S. P. Parkin, C. Felser, L. M. Schoop, N. P. Ong, R. J. Cava, L. Elcoro, Z.-D. Song, B. A. Bernevig, Nature 2022, 603, 824.
K. S. Novoselov, V. I. Fal′ko, L. Colombo, P. R. Gellert, M. G. Schwab, K. Kim, Nature 2012, 490, 192.
K. S. Novoselov, A. K. Geim, S. V. Morozov, D. Jiang, Y. Zhang, S. V. Dubonos, I. V. Grigorieva, A. A. Firsov, Science 2004, 306, 666.
N. Rougemaille, A. T. N'Diaye, J. Coraux, C. Vo-Van, O. Fruchart, A. K. Schmid, Appl. Phys. Lett. 2012, 101, 142403.
M. Blanco-Rey, P. Perna, A. Gudin, J. M. Diez, A. Anadón, P. Olleros-Rodríguez, L. de Melo Costa, M. Valvidares, P. Gargiani, A. Guedeja-Marron, M. Cabero, M. Varela, C. García-Fernández, M. M. Otrokov, J. Camarero, R. Miranda, A. Arnau, J. I. Cerdá, ACS Appl. Nano Mater. 2021, 4, 4398.
F. Ajejas, A. Anadon, A. Gudin, J. M. Diez, C. G. Ayani, P. Olleros-Rodríguez, L. de Melo Costa, C. Navío, A. Gutierrez, F. Calleja, A. L. Vázquez de Parga, R. Miranda, J. Camarero, P. Perna, ACS Appl. Mater. Interfaces 2020, 12, 4088.
H. Yang, A. D. Vu, A. Hallal, N. Rougemaille, J. Coraux, G. Chen, A. K. Schmid, M. Chshiev, Nano Lett. 2016, 16, 145.
H. Yang, G. Chen, A. A. C. Cotta, A. T. N'Diaye, S. A. Nikolaev, E. A. Soares, W. A. A. Macedo, K. Liu, A. K. Schmid, A. Fert, M. Chshiev, Nat. Mater. 2018, 17, 605.
F. Ajejas, A. Gudín, R. Guerrero, A. Anadón Barcelona, J. M. Diez, L. de Melo Costa, P. Olleros, M. A. Niño, S. Pizzini, J. Vogel, M. Valvidares, P. Gargiani, M. Cabero, M. Varela, J. Camarero, R. Miranda, P. Perna, Nano Lett. 2018, 18, 5364.
B. M. Cano, A. Gudín, J. Sánchez-Barriga, O. J. Clark, A. Anadón, J. M. Díez, P. Olleros-Rodríguez, F. Ajejas, I. Arnay, M. Jugovac, J. Rault, P. L. Févre, F. Bertran, D. Mazhjoo, G. Bihlmayer, S. Blügel, R. Miranda, J. Camarero, M. A. Valbuena, P. Perna, arxiv:2206.04351 2022.
A. Anadón, A. Gudín, R. Guerrero, I. Arnay, A. Guedeja-Marron, P. Jiménez-Cavero, J. M. Díez Toledano, F. Ajejas, M. Varela, S. Petit-Watelot, I. Lucas, L. Morellón, P. A. Algarabel, M. R. Ibarra, R. Miranda, J. Camarero, J. C. Rojas-Sánchez, P. Perna, APL Mater. 2021, 9, 061113.
F. Huttmann, D. Klar, N. Atodiresei, C. Schmitz-Antoniak, A. Smekhova, A. J. Martínez-Galera, V. Caciuc, G. Bihlmayer, S. Blügel, T. Michely, H. Wende, Phys. Rev. B 2017, 95, 075427.
P. Gargiani, R. Cuadrado, H. B. Vasili, M. Pruneda, M. Valvidares, Nat. Commun. 2017, 8, 699.
T. Jungwirth, X. Marti, P. Wadley, J. Wunderlich, Nat. Nanotechnol. 2016, 11, 231.
M. Jugovac, F. Genuzio, E. Gonzalez Lazo, N. Stojić, G. Zamborlini, V. Feyer, T. O. Menteş, A. Locatelli, C. M. Schneider, Carbon 2019, 152, 489.
M. Jugovac, E. D. Donkor, P. Moras, I. Cojocariu, F. Genuzio, G. Zamborlini, G. Di Santo, L. Petaccia, N. Stojić, V. Feyer, C. M. Schneider, A. Locatelli, T. O. Menteş, Carbon 2022, 198, 188.
M. Jugovac, Ph.D. Thesis, University of Duisburg-Essen, Duisburg/Essen, Germany, 2020.
D. Marchenko, A. Varykhalov, J. Sánchez-Barriga, O. Rader, C. Carbone, G. Bihlmayer, Phys. Rev. B 2015, 91, 235431.
S. Schumacher, F. Huttmann, M. Petrović, C. Witt, D. F. Förster, C. Vo-Van, J. Coraux, A. J. Martínez-Galera, V. Sessi, I. Vergara, R. Rückamp, M. Grüninger, N. Schleheck, F. Meyer zu Heringdorf, P. Ohresser, M. Kralj, T. O. Wehling, T. Michely, Phys. Rev. B 2014, 90, 235437.
S. Sung, S. Kim, P. Lee, J. Kim, M. Ryu, H. Park, K. Kim, B. I. Min, J. Chung, Nanotechnology 2017, 28, 205201.
C. Wiemann, M. Patt, I. P. Krug, N. B. Weber, M. Escher, M. Merkel, C. M. Schneider, e-J. Surf. Sci. Nanotechnol. 2011, 9, 395.
C. Tusche, M. Ellguth, A. Krasyuk, A. Winkelmann, D. Kutnyakhov, P. Lushchyk, K. Medjanik, G. Schönhense, J. Kirschner, Ultramicroscopy 2013, 130, 70.
J. E. Prieto, O. Krupin, S. Gorovikov, K. Döbrich, G. Kaindl, K. Starke, Phys. Rev. B 2005, 72, 092409.
J. P. Perdew, K. Burke, M. Ernzerhof, Phys. Rev. Lett. 1996, 77, 3865.
S. Grimme, J. Antony, S. Ehrlich, H. Krieg, J. Chem. Phys. 2010, 132, 154104.
H. Krakauer, M. Posternak, A. J. Freeman, Phys. Rev. B 1979, 19, 1706.
FLEUR, a full-potential linearized augmented planewave code based on density-functional theory, https://www.flapw.de.