二维隐藏Rashba体系实现超宽温域高性能平面霍尔器件

研究人员报道了基于van der Waals材料1T-PtSe2薄膜的隐藏Rashba自旋平面霍尔效应(PHE)器件。通过温度/层数依赖的磁输运实验，揭示了隐藏Rashba PHE的量子特征：当电场与磁场平行时表现出背散射抑制效应，其信号符号与常规Rashba PHE相反。该器件在0.3K至室温区间均展现优异性能，80K下工作热耗仅1nW，室温信噪比超18000。经优化后灵敏度可超越商用霍尔传感器，为自旋电子学提供了全新材料平台。

　　

晶体结构对称性决定了自旋轨道耦合(SOC)效应的表现形式。在具有亚晶格反演对称性的隐藏自旋Rashba体系中，自旋极化会被对称性掩盖，导致自旋寿命极短而难以实际应用。这项研究展示了基于二维层状材料1T-PtSe₂薄膜的平面霍尔效应(PHE)器件，其独特的隐藏Rashba自旋特性通过温度/厚度依赖的磁输运测量得以揭示。有趣的是，当电场与磁场平行时，该体系会表现出背散射抑制效应，产生的PHE信号与常规Rashba体系符号相反。

得益于材料固有的强隐藏自旋SOC作用，这些器件在0.3K低温至室温的极端温区均保持卓越性能：在80K以下仅需1nW的超低工作功耗，室温下仍能维持超过18000的超高信噪比。更令人振奋的是，通过缺陷控制和器件结构优化，隐藏Rashba PHE器件的灵敏度可突破商用霍尔传感器的性能极限。这些发现不仅为理解隐藏自旋体系的量子输运特性提供了新视角，更为自旋电子学器件开发开辟了全新的二维材料平台。