Despite their structural similarity, the electronic properties of silicene are fundamentally different from those of well-known graphene due to the strong intrinsic spin orbit interaction and buckled structure of silicene. We address the magnetocapacitance of spin and valley polarized silicene in an external perpendicular magnetic field to clarify the interplay of the spin orbit interaction and the perpendicular electric field. We find that the band gap is electrically tunable and show that the magnetocapacitance exhibits beating at low and splitting of the Shubnikov de Haas oscillations at high magnetic field.

1.
K.
Takeda
and
K.
Shiraishi
,
Phys. Rev. B
50
,
14916
(
1994
).
2.
G. G.
Guzmán-Verri
and
L. C.
Lew Yan Voon
,
Phys. Rev. B
76
,
075131
(
2007
).
3.
S.
Cahangirov
,
M.
Topsakal
,
E.
Aktürk
,
H.
Şahin
, and
S.
Ciraci
,
Phys. Rev. Lett.
102
,
236804
(
2009
).
4.
H.
Şahin
,
S.
Cahangirov
,
M.
Topsakal
,
E.
Bekaroglu
,
E.
Aktürk
,
R. T.
Senger
, and
S.
Ciraci
,
Phys. Rev. B
80
,
155453
(
2009
).
5.
B.
Aufray
,
A.
Kara
,
S.
Vizzini
,
H.
Oughaddou
,
C.
Léandri
,
B.
Ealet
, and
G. L.
Lay
,
Appl. Phys. Lett.
96
,
183102
(
2010
).
6.
P. E.
Padova
,
C.
Quaresima
,
C.
Ottaviani
,
P. M.
Sheverdyaeva
,
P.
Moras
,
C.
Carbone
,
D.
Topwal
,
B.
Olivieri
,
A.
Kara
,
H.
Oughaddou
,
B.
Aufray
, and
G. L.
Lay
,
Appl. Phys. Lett.
96
,
261905
(
2010
).
7.
B.
Lalmi
,
H.
Oughaddou
,
H.
Enriquez
,
A.
Kara
,
S.
Vizzini
,
B.
Ealet
, and
B.
Aufray
,
Appl. Phys. Lett.
97
,
223109
(
2010
).
8.
P.
Vogt
,
P. D.
Padova
,
C.
Quaresima
,
J.
Avila
,
E.
Frantzeskakis
,
M. C.
Asensio
,
A.
Resta
,
B.
Ealet
, and
G. L.
Lay
,
Phys. Rev. Lett.
108
,
155501
(
2012
).
9.
A.
Fleurence
,
R.
Friedlein
,
T.
Ozaki
,
H.
Kawai
,
Y.
Wang
, and
Y. Y.
Takamura
,
Phys. Rev. Lett.
108
,
245501
(
2012
).
10.
A.
Bostwick
,
F.
Speck
,
T.
Seyller
,
K.
Horn
,
M.
Polini
,
R.
Asgari
,
A. H.
MacDonald
, and
E.
Rotenberg
,
Science
328
,
999
(
2010
).
11.
D. C.
Elias
,
R. V.
Gorbachev
,
A. S.
Mayorov
,
S. V.
Morozov
,
A. A.
Zhukov
,
P.
Blake
,
L. A.
Ponomarenko
,
I. V.
Grigorieva
,
K. S.
Novoselov
,
F.
Guinea
, and
A. K.
Geim
,
Nat. Phys.
7
,
701
(
2011
).
12.
C. L.
Kane
and
E. J.
Mele
,
Phys. Rev. Lett.
95
,
226801
(
2005
).
13.
H.
Min
,
J. E.
Hill
,
N. A.
Sinitsyn
,
B. R.
Sahu
,
L.
Kleinman
, and
A. H.
MacDonald
,
Phys. Rev. B
74
,
165310
(
2006
).
14.
Y.
Yao
,
F.
Ye
,
X.
Qi
,
S.
Zhang
, and
Z.
Fang
,
Phys. Rev. B
75
,
041401
R
(
2007
).
15.
A.
Varykhalov
,
J. S.
Barriga
,
A. M.
Shikin
,
C.
Biswas
,
E.
Vescovo
,
A.
Rybkin
,
D.
Marchenko
, and
O.
Rader
,
Phys. Rev. Lett.
101
,
157601
(
2008
).
16.
C.
Weeks
,
J.
Hu
,
J.
Alicea
,
M.
Franz
, and
R. Q.
Wu
,
Phys. Rev. X
1
,
021001
(
2011
).
17.
C. C.
Liu
,
W.
Feng
, and
Y.
Yao
,
Phys. Rev. Lett.
107
,
076802
(
2011
).
18.
C. C.
Liu
,
H.
Jiang
, and
Y.
Yao
,
Phys. Rev. B
84
,
195430
(
2011
).
19.
N. D.
Drummond
,
V.
Zólyomi
, and
V. I.
Fal'ko
,
Phys. Rev. B
85
,
075423
(
2012
).
20.
M.
Ezawa
,
New J. Phys.
14
,
033003
(
2012
).
21.
M.
Tahir
,
A.
Manchon
,
K.
Sabeeh
, and
U.
Schwingenschlögl
, e-print arXiv:1206.3650v1 (
2012
).
22.
M.
Tahir
and
U.
Schwingenschlögl
, e-print arXiv:1207.4745v1 (
2012
).
23.
S.
Ilani
,
L. A. K.
Donev
,
M.
Kindermann
, and
P. L.
McEuen
,
Nat. Phys.
2
,
687
(
2006
).
24.
J.
Guo
,
Y.
Yoon
, and
Y.
Ouyang
,
Nano Lett.
7
,
1935
(
2007
).
25.
J.
Xia
,
F.
Chen
,
J.
Li
, and
N.
Tao
,
Nat. Nanotechnol.
4
,
505
(
2009
).
26.
F.
Giannazzo
,
S.
Sonde
,
V.
Raineri
, and
E.
Rimini
,
Nano Lett.
9
,
23
(
2009
).
27.
L. A.
Ponomarenko
,
R.
Yang
,
R. V.
Gorbachev
,
P.
Blake
,
A. S.
Mayorov
,
K. S.
Novoselov
,
M. I.
Katsnelson
, and
A. K.
Geim
,
Phys. Rev. Lett.
105
,
136801
(
2010
).
28.
H.
Xu
,
Z.
Zhang
, and
L. M.
Peng
,
Appl. Phys. Lett.
98
,
133122
(
2011
).
29.
T.
Fang
,
A.
Konar
,
H. L.
Xing
, and
D.
Jena
,
Appl. Phys. Lett.
91
,
092109
(
2007
).
30.
M.
Tahir
and
U.
Schwingenschlögl
,
Appl. Phys. Lett.
101
,
013114
(
2012
).
You do not currently have access to this content.