На сегодняшний день графен остается одним из наиболее интенсивно исследуемых материалов благодаря своему высокому потенциалу применения в 2D-электронике и спинтронике. Тем не менее, уникальные электронные состояния свободного графена не обладают существенной спиновой поляризацией/расщеплением для разработки устройств с возможностью генерации спин-поляризованных токов. Для использования графена в качестве активного элемента спинтроники требуется усиление спин-орбитального и обменного взаимодействий в графене.
В докладе будут представлены результаты фундаментальных исследований графена с индуцированными подложкой спин-орбитальным и обменным взаимодействиями. Будут обсуждены основные факторы, необходимые для реализации квантовых эффектов Холла в графене. Отдельно будет представлена наша недавняя работа [1] по 2D ферримагнетизму в графене на Au/Co подложке. Проведенные DFT расчеты электронной структуры системы Gr/Au/Со(0001), с периодом (9х9) и содержащей петлевые дислокации, показали, что самосогласованное решение уравнения Шредингера характеризуется ферримагнитным порядком на A и B подрешетках графена. Подобное магнитное упорядочение системы, как оказалось, приводит к появлению запрещенной зоны в K и K’ точках графена и асимметрии его спиновой структуры. Полученные теоретические результаты подтверждаются данными фотоэлектронной спектроскопии с угловым и спиновым разрешением (spin-ARPES). Реализация «магнитно-спин-орбитальной» версии графена открывает новые горизонты как для прикладных, так и для фундаментальных исследований с использованием его уникальной электронной структуры.