能實(shí)際應(yīng)用的理想二維Rashba電子氣（幾乎所有的傳導(dǎo)電子占據(jù)Rashba帶）是應(yīng)用半導(dǎo)體自旋電子的關(guān)鍵。研究證實(shí)，這樣帶有大Rashba劈裂的理想二維Rashba電子氣可以在拓?fù)浣^緣體Bi2Se3薄膜上實(shí)現(xiàn)，該薄膜可在過(guò)渡金屬硫化物MoTe2基板上按第一性原理計(jì)算結(jié)果指導(dǎo)生長(zhǎng)得到。研究結(jié)果顯示，Rashba帶專(zhuān)處于MoTe2半導(dǎo)體帶隙中一個(gè)較大的、約0.6? eV費(fèi)米能級(jí)間隔中。如此寬幅的理想二維Rashba電子氣具有大的自旋分裂，為實(shí)際利用Rashba效應(yīng)提供了可能，之前從未做到。由于強(qiáng)自旋-軌道耦合，其Rashba分裂強(qiáng)度與重金屬（如Au和Bi）表面的差不多，所引起的自旋進(jìn)動(dòng)距離小到10 nm左右。近Γ點(diǎn)的內(nèi)（外）Rashba帶平面內(nèi)自旋極化最大約為70%（60%）。室溫下相干距離至少數(shù)倍于自旋進(jìn)動(dòng)長(zhǎng)度，為采用自旋加工設(shè)備提供了良好的一致性。這種二維拓?fù)浣^緣體/過(guò)渡金屬硫化物異質(zhì)結(jié)構(gòu)中的理想Rashba帶，具有能量范圍寬、自旋進(jìn)動(dòng)長(zhǎng)度短、相干距離長(zhǎng)的特點(diǎn)，為室溫下制造超薄納米自旋電子器件（如Datta–Das自旋晶體管）鋪平了道路。

該研究通過(guò)計(jì)算揭示了納米自旋電子晶體管在室溫下工作的可能性。來(lái)自中國(guó)臺(tái)灣清華大學(xué)的T. H. Wang和H. T. Jeng通過(guò)第一性原理計(jì)算，證實(shí)了一種理想的二維電子氣（半導(dǎo)體自旋電子實(shí)現(xiàn)應(yīng)用的關(guān)鍵）可在硒化鉍超薄膜絕緣體中實(shí)現(xiàn)，該超薄膜用半導(dǎo)體MoTe2作襯底、在室溫下生長(zhǎng)即可制備。超薄器件中形成的二維電子氣表現(xiàn)出大的“自旋分裂”（兩種狀態(tài)的電子自旋間的分離），這正是晶體管之類(lèi)的設(shè)備所需要的特性。采用電子自旋的電子器件來(lái)處理信息，用的是電子固有的自旋特性，而不象目前常規(guī)電子器件那樣用的是電子的電荷特性。這會(huì)使設(shè)備在更小的空間內(nèi)存儲(chǔ)更多的數(shù)據(jù)，消耗更少的電能，使用更便宜的材料。據(jù)巨納集團(tuán)低維材料在線91cailiao.cn的技術(shù)工程師Ronnie介紹，異質(zhì)結(jié)構(gòu)是現(xiàn)在的研究熱點(diǎn),Bi2Se3/MoTe2異質(zhì)結(jié)構(gòu),使得一種理想的二維電子氣（半導(dǎo)體自旋電子實(shí)現(xiàn)應(yīng)用的關(guān)鍵）可在硒化鉍超薄膜絕緣體中實(shí)現(xiàn)，該超薄膜用半導(dǎo)體MoTe2作襯底,在室溫下生長(zhǎng)即可制備。