Kétdimenziós kristályok családja napjaink nanofizikájának egyik legaktívabban kutatott területe. Mára a grafénen kívül számos anyagból lehet néhány atomsor vastag rétegeket létrehozni, ezek között vannak vezető, szigetelő vagy akár szupravezető anyagok is. Ezen kétdimenziós kristályokból felépített heterostruktúrák új távlatokat nyitnak nanoelektronikai alkalmazások létrehozására.
A diplomamunka keretében arra keressük a választ, hogy erős spin-pálya kölcsönhatással rendelkező anyagokat heterostruktúrákba építve, a spin-pálya kölcsönhatás átöröklődik-e a grafén rétegbe, valamint, hogy ennek erősségét pl. kapuelektródák segítségével tudjuk-e hangolni. Ezen kísérletekhez elsőként BiTeBr és BiTeI kristályokból tervezünk heterostruktúrát készíteni, amik a nehéz Bi atom és az inverzió szimmetria mentes kristályszerkezet miatt óriás Rashba spin-pálya kölcsönhatással rendelkeznek. Előzetes kísérleteink igazolták, hogy ezen kristályok a grafén vezetési tulajdonságait nem rontják le. A kialakítandó szerkezetek minőségében külön kihívást jelent a nagy tisztaságú határfelület létrehozása, amihez új mintakészítési eljárás kidolgozását tervezzük, ahol a rétegek összeillesztése argon atmoszférán történik, megakadályozva a frissen hasított felületek elszennyeződését.
 

Az MSc szakdolgozat jelöltje szendvics szerkezetek tervezésén és optimalizációján túl, alacsony hőmérskleti transzport mérésekben fogja a heteroszerkezetek spintronikai tulajdonságait minősíteni. Ehhez elsőként gyenge lokalizációs mérések elvégzését tervezzük, majd a heteroszerkezetek spinszelepbe építésével a spin relaxációs hossz, illetve spinek manipulációjának lehetősége is feltárható. A kutatómunkát szoros együttműködésben végezzük elméleti kollégákkal (Oroszlány László ELTE) valamint külföldi kísérleti kutatócsoportokkal (S. Dash Chalmers, J. Ye Groningen).