Ferroelectric valley valves with graphene/MoTe 2 van der Waals heterostructures
Source abstract
Abstract
Ferroelectric van der Waals heterostructures provide a natural platform to design a variety of electrically controllable devices. In this work, we demonstrate that AB bilayer graphene encapsulated in MoTe2 acts as a valley valve that displays a switchable built-in topological gap, leading to ferroelectrically driven topological channels. Using a combination of ab initio calculations and low energy models, we show that the ferroelectric order of MoTe2 allows the control of the gap opening in bilayer graphene and leads to topological channels between different ferroelectric domains. Moreover, we analyze the effect that the moiré modulation between MoTe2 and graphene layers has in the topological modes, demonstrating that the edge states are robust against moiré modulations of the ferroelectrically-induced electric potential. Our results put forward ferroelectric/graphene heterostructures as versatile platforms to engineer switchable built-in topological channels without requiring an external electric bias.
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Research context
OpenAlex topics: 2D Materials and Applications · Graphene research and applications · MXene and MAX Phase Materials
SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.
Affiliations
Department of Applied Physics, Aalto University, 02150 Espoo, Finland
Funding
Academy of Finland · Jane ja Aatos Erkon Säätiö
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