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Spin Hall effect in the monolayer Janus compound MoSSe enhanced by Rashba spin-orbit coupling

凝聚态物理 自旋电子学 杰纳斯 单层 自旋霍尔效应 材料科学 自旋(空气动力学) 塞曼效应 量子自旋霍尔效应 自旋轨道相互作用 拉希巴效应 物理 自旋极化 量子霍尔效应 纳米技术 电子 量子力学 铁磁性 磁场 热力学
作者
S. Yu,Ma Zhou,Dong Zhang,Kai Chang
出处
期刊:Physical review [American Physical Society]
卷期号:104 (7) 被引量:53
标识
DOI:10.1103/physrevb.104.075435
摘要

Sizable Rashba spin-orbit coupling (SOC) is of critical importance in potential applications of two-dimensional materials in spintronics devices. However, due to the presence of vertical mirror symmetry, Rashba SOC is absent in 2H transition-metal dichalcogenide monolayers and the spin Hall conductivities are attributed only to Zeeman splitting. We study theoretically the electronic structures and intrinsic spin Hall conductivity of two-dimensional monolayer Janus MoSSe by performing first-principles calculations as well as by using the Kubo formula with Wannier interpolations. We find out that monolayer Janus MoSSe possesses considerable spin Hall conductivities both in conduction and valence bands. In valence bands, the spin Hall conductivity of Janus MoSSe is comparable to that in ${\mathrm{MoS}}_{2}$ and ${\mathrm{MoSe}}_{2}$. Moreover, in the conduction bands, the spin Hall conductivities are enhanced up to two orders of magnitude because of strong Rashba SOC. The spin Hall conductivity can be tuned significantly by adjusting the Fermi level or external strains. Our results show that monolayer Janus MoSSe could be a potential candidate to realize two-dimensional flexible spintronics devices.
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