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Valley Manipulation by Optically Tuning the Magnetic Proximity Effect in WSe2/CrI3 Heterostructures
Nano Letters ( IF 9.6 ) Pub Date : 2018-05-14 00:00:00 , DOI: 10.1021/acs.nanolett.8b01105 Kyle L. Seyler , Ding Zhong , Bevin Huang , Xiayu Linpeng , Nathan P. Wilson , Takashi Taniguchi 1 , Kenji Watanabe 1 , Wang Yao 2 , Di Xiao 3 , Michael A. McGuire 4 , Kai-Mei C. Fu , Xiaodong Xu
Nano Letters ( IF 9.6 ) Pub Date : 2018-05-14 00:00:00 , DOI: 10.1021/acs.nanolett.8b01105 Kyle L. Seyler , Ding Zhong , Bevin Huang , Xiayu Linpeng , Nathan P. Wilson , Takashi Taniguchi 1 , Kenji Watanabe 1 , Wang Yao 2 , Di Xiao 3 , Michael A. McGuire 4 , Kai-Mei C. Fu , Xiaodong Xu
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Monolayer valley semiconductors, such as tungsten diselenide (WSe2), possess valley pseudospin degrees of freedom that are optically addressable but degenerate in energy. Lifting the energy degeneracy by breaking time-reversal symmetry is vital for valley manipulation. This has been realized by directly applying magnetic fields or via pseudomagnetic fields generated by intense circularly polarized optical pulses. However, sweeping large magnetic fields is impractical for devices, and the pseudomagnetic fields are only effective in the presence of ultrafast laser pulses. The recent rise of two-dimensional (2D) magnets unlocks new approaches to controlling valley physics via van der Waals heterostructure engineering. Here, we demonstrate the wide continuous tuning of the valley polarization and valley Zeeman splitting with small changes in the laser-excitation power in heterostructures formed by monolayer WSe2 and 2D magnetic chromium triiodide (CrI3). The valley manipulation is realized via the optical control of the CrI3 magnetization, which tunes the magnetic exchange field over a range of 20 T. Our results reveal a convenient new path toward the optical control of valley pseudospins and van der Waals magnetic heterostructures.
中文翻译：
通过光学调整WSe 2 / CrI 3异质结构中的磁性邻近效应来进行谷操纵。
单层低谷半导体，例如二硒化钨（WSe 2）具有谷伪自旋自由度，该伪自由度在光学上可寻址，但能量退化。通过打破时间反转对称性来消除能量退化对于谷底操纵至关重要。这可以通过直接施加磁场或通过强圆偏振光脉冲产生的伪磁场来实现。但是，扫掠大磁场对于设备来说是不切实际的，并且伪磁场仅在超快激光脉冲存在的情况下才有效。二维（2D）磁体的最新兴起，开启了通过范德华（Van der Waals）异质结构工程控制山谷物理学的新方法。在这里，我们展示了由单层WSe形成的异质结构中的激光激发功率的微小变化，对谷底偏振和谷底塞曼分裂进行了广泛的连续调谐。2和2D磁性三碘化铬（CrI 3）。谷底操纵是通过对CrI 3磁化强度的光学控制来实现的，该光学控制可在20 T的范围内调节磁场交换。我们的结果揭示了一条对谷底假自旋和范德华磁异质结构进行光学控制的便利新途径。
更新日期：2018-05-14
中文翻译：
通过光学调整WSe 2 / CrI 3异质结构中的磁性邻近效应来进行谷操纵。
单层低谷半导体，例如二硒化钨（WSe 2）具有谷伪自旋自由度，该伪自由度在光学上可寻址，但能量退化。通过打破时间反转对称性来消除能量退化对于谷底操纵至关重要。这可以通过直接施加磁场或通过强圆偏振光脉冲产生的伪磁场来实现。但是，扫掠大磁场对于设备来说是不切实际的，并且伪磁场仅在超快激光脉冲存在的情况下才有效。二维（2D）磁体的最新兴起，开启了通过范德华（Van der Waals）异质结构工程控制山谷物理学的新方法。在这里，我们展示了由单层WSe形成的异质结构中的激光激发功率的微小变化，对谷底偏振和谷底塞曼分裂进行了广泛的连续调谐。2和2D磁性三碘化铬（CrI 3）。谷底操纵是通过对CrI 3磁化强度的光学控制来实现的，该光学控制可在20 T的范围内调节磁场交换。我们的结果揭示了一条对谷底假自旋和范德华磁异质结构进行光学控制的便利新途径。
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