Ballistic electron transport in hybrid nanostructures  Page description

Help  Print 
Back »

 

Details of project

 
Identifier
121052
Type PD
Principal investigator Makk, Péter
Title in Hungarian Ballisztikus elektron-transzport hibrid nanoszerkezetekben
Title in English Ballistic electron transport in hybrid nanostructures
Keywords in Hungarian grafén, nanopálca, ferromágnesség, szupravezetés, ballisztikus, transzport
Keywords in English graphene, nanowire, superconductivity, ferromagnetism, ballistic, transport
Discipline
Physics (Council of Physical Sciences)100 %
Ortelius classification: Solid state physics
Panel Physics
Department or equivalent Department of Physics (Budapest University of Technology and Economics)
Starting date 2016-12-01
Closing date 2018-08-31
Funding (in million HUF) 10.176
FTE (full time equivalent) 0.87
state running project





 

Final report

 
Results in Hungarian
A projekt célja a grafén kivételes elektronikai tulajdonságainak kiaknázása, ballisztikus elektron-optikai és spintronikus eszközök készítése volt. Bár a projekt csak egy évig futott, számos területen sikeres volt: 1) a grafén pn átmenetek élállapotainak vizsgálata, 2) a spin-transzport és spin-pálya kölcsönhatás vizsgálata grafénben, 3) szupravezető proximity effektus vizsgálata grafénben . Kimutattuk, hogy az optikai Mach-Zehnder interferométerekhez hasonló elektron- interferométerek hozhatók létre grafén p-n átmenetekben, és ezeket az interferométereket a kvantum- és kvázi-klasszikus viselkedés határterületén tanulmányoztuk. Kidolgoztunk egy chip-re integrált, nagy frekvenciás spin-injekciós technikát grafénre. A grafén hosszú spin élettartamot kínál, de a spin-áram elektromos manipulálása nem lehetséges a spin-pálya kölcsönhatás hiánya miatt. Kimutattuk, hogy a grafént WSe2-re helyezésével a grafénben egy spin-pálya kölcsönözhatás jelenik meg. Végül sikerült szupravezető korrelációkat indukálni a nagy mobilitású grafénben. Ennek segítségével egy grafén szuperrács sávszerkezetét tanulmányoztuk. A kutatási eredményekről 5 publikáció jelent meg rangos nemzetközi folyóiratokban.
Results in English
The objective of the project was to harness the exceptional electronic properties of graphene, and construct ballistic electron-optical and spintronics devices. Although the project was only one year long, it was successful in several fields: 1) investigation of edge states in graphene p-n junctions, 2) study of spin-transport and spin-orbit proximity effects in graphene, 3) inducing superconducting proximity effect in graphene. We have shown that electronic interferometers, similar to optical Mach-Zehnder interferometers can be constructed in graphene p-n junctions, and we have studied these interferometers on the boundary of the quantum and quasi-classical regime. We have demonstrated an on-chip, high frequency spin injection technique into graphene. Graphene offers long spin lifetimes, however the electrical manipulation of the injected spin-current is not possible due to the lack of spin orbit coupling. We have shown that by placing graphene on WSe2 a spin orbit interaction in graphene can be engineered. Finally, we have managed to induce superconducting correlations to high mobility graphene. Using this, we could study the band structure of a graphene superlattice. The research resulted in 5 publications in renowned international journals.
Full text https://www.otka-palyazat.hu/download.php?type=zarobeszamolo&projektid=121052
Decision
Yes





 

List of publications

 
Makk Péter, Handschin Clevin, Tóvári Endre, Watanabe Kenji, Taniguchi Takashi, Richter Klaus, Liu Ming-Hao, Schönenberger Christian: Co-existence of classical snake states and Aharanov-Bohm oscillations along graphene pn junctions, PHYS REV B 98: (3) Paper 035413. , 2018
Zihlmann S, Cummings AW, Garcia JH, Kedves M, Watanabe K, Taniguchi T, Schonenberger C, Makk P: Large spin relaxation anisotropy and valley-Zeeman spin-orbit coupling in WSe2/graphene/h-BN heterostructures, PHYS REV B 97: (7) Paper 075434. 10 p. , 2018
D. I. Indolese, R. Delagrange, P. Makk, J. R. Wallbank, K. Wanatabe, T. Taniguchi, and C. Schönenberger: Signatures of van Hove Singularities Probed by the Supercurrent in a Graphene-hBN Superlattice, Phys. Rev. Lett. 121, 137701, 2018
Jonas G. Roch, Guillaume Froehlicher, Nadine Leisgang, Peter Makk, Kenji Watanabe, Takashi Taniguchi, Richard J. Warburton: Spin-Polarized Electrons in Monolayer MoS2, arXiv:1807.06636, 2018
D. I. Indolese, S. Zihlmann, P. Makk, C. Jünger, K. Thodkar, C. Schönenberger: Wideband and on-chip excitation for dynamical spin injection into graphene, Phys. Rev. Applied 10, 044053 (2018), 2018




Back »