Transistors Switch onto Spin Using the spin of an electron in addition to, or instead of, the charge properties is believed to have many benefits in terms of speed, power-cost, and integration density over conventional electronic circuits. At the heart of the field of spintronics has been a proposed spin-analog of the electronic transistor, the spin field effect transistor. Koo et al. (p. 1515 ) demonstrate the injection and detection of spin between two ferromagnetic contacts and show how the magnitude of the spin-current between the source and drain contacts can be controlled by a voltage applied to a gate. The results present an experimental realization of the concepts described for the spin-transistor.

An emerging electronic material as one of transition metal dichalcogenides (TMDCs), tungsten disulfide (WS2) can be exfoliated as an atomically thin layer and can compensate for the drawback of graphene originating from a gapless band structure. A direct bandgap, which is obtainable in single-layer WS2, is an attractive characteristic for developing optoelectronic devices, as well as field-effect transistors. However, its relatively low mobility and electrical characteristics susceptible to environments remain obstacles for the use of device materials. Here, we demonstrate remarkable improvement in the electrical characteristics of single-layer WS2 field-effect transistor (SL-WS2 FET) using chemical vapor deposition (CVD)-grown hexagonal BN (h-BN). SL-WS2 FET sandwiched between CVD-grown h-BN films shows unprecedented high mobility of 214 cm(2)/Vs at room temperature. The mobility of a SL-WS2 FET has been found to be 486 cm(2)/Vs at 5 K. The ON/OFF ratio of output current is ~10(7) at room temperature. Apart from an ideal substrate for WS2 FET, CVD-grown h-BN film also provides a protection layer against unwanted influence by gas environments. The h-BN/SL-WS2/h-BN sandwich structure offers a way to develop high-quality durable single-layer TMDCs electronic devices.

This paper reports on high photo responsivity (R_λ ∼ 1913 AW⁻¹) of MoS₂ photodetector by decorating a thin layer of ZnO quantum dots on MoS₂.

Applications of semiconductors in spintronics are being developed and revolutionized to fabricate nanostructures in which the spin current is injected, detected and manipulated. The manifestation of the spin Hall effect (SHE) in semiconductors with a simple geometry is still a challenge to implement in spintronics. In this work, we demonstrate the distinct electrical detection of the inverse spin Hall effect (ISHE) in WS2 multilayer crystals at temperatures ranging from 4.2 K to 300 K. The novel idea of this study is the electrical detection of the ISHE in WS2 using an in-plane spin-polarized current, which is realized using non-ferromagnetic electrodes on the top and bottom surfaces of the WS2 channel. The flow alteration of spin-polarized current results in a polarity change in the inverse spin Hall signal. By analyzing the magnitude of the ISHE, we estimated a spin diffusion length of ~250 nm, spin Hall angle of ~0.028, spin polarization of ~0.20 and spin lifetime of ~560 ps in WS2-layered crystals at room temperature. The ISHE in layered, 2D materials, including WS2 crystals, provides a new methodology to develop low-power and fast memory devices to write, read and store information.