由韩国高级科学技术研究所 a)直接和(b)逆Rashba-Edelstein效应(逆Rashba-Edelstein效应也称自旋伽伐尼效应；SGE)机制和测量设置，(c)施加电场的拉什巴态的费米表面，和(d)测量的直接和逆拉什巴Edelstein效应电阻的比较
学分:韩国高级科学技术学院 凯思特物理学家描述了一种利用非磁性二维材料设计高效能产生、操纵和探测自旋流的方法
由赵成杰教授领导的研究小组通过石墨烯异质结构中的栅极可调拉什巴-埃德尔斯坦效应(REE)观察到了高效的电荷-自旋相互转换
这项研究为石墨烯作为有源自旋电子元件在没有铁磁电极或磁场的情况下产生、控制和检测自旋电流的应用铺平了道路
石墨烯具有较长的自旋扩散长度，是一种很有前途的自旋电子器件
然而，它的小自旋轨道耦合限制了石墨烯在自旋电子学应用中的潜力，因为石墨烯不能用于产生、控制或检测自旋电流
“我们成功地通过将石墨烯堆叠在2H-二氧化硅上来增加石墨烯的自旋-轨道耦合，二氧化硅是具有最大自旋-轨道耦合的过渡金属双金属材料之一
现在石墨烯可以用来产生、控制和检测自旋电流，”周教授说
拉什巴-埃德尔斯坦效应是一种物理机制，它通过拉什巴效应诱导的自旋相关带结构实现电荷电流到自旋电流的相互转换，拉什巴效应是低维凝聚态系统中自旋带的动量相关分裂
赵教授的团队首次在多层石墨烯中演示了栅极可调的拉什巴-埃德尔斯坦效应
拉斯巴-埃德尔斯坦效应使得石墨烯的二维导电电子被外加的电荷电流磁化，形成自旋电流
此外，随着石墨烯的费米能级(由栅极电压调节)从价带移动到导带，石墨烯产生的自旋电流反转其自旋方向
这种自旋反转在利用自旋的低功耗晶体管的设计中是有用的，因为它在所谓的电子和空穴数量相等的“电荷中性点”提供了具有自旋向上空穴(或自旋向下电子)的载流子“开”状态和具有零净自旋极化的“关”状态
“我们的工作首次证明了金属TMD和石墨烯异质结构中电荷到自旋的相互转换，其中自旋极化状态由门控制
我们期望全电自旋转换效应和通过施加栅极电压来反转非平衡自旋极化，可应用于非磁性范德瓦尔斯材料高效产生和操纵自旋电流，”周教授解释说
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