Spin–orbit coupling (SOC) in two-dimensional (2D) materials has emerged as a powerful tool for designing spintronic devices. On the one hand, the interest in this respect for graphene, the most popular 2D material with numerous fascinating and exciting properties, is fading due to the absence of SOC. On the other hand, 2D transition metal dichalcogenides (TMDs) are known to exhibit rich physics including large SOC. TMDs have been used for decades in a variety of applications such as nano-electronics, photonics, optoelectronics, sensing, and recently also in spintronics. Here, we review the current progress in research on 2D TMDs for generating spin–orbit torques in spin-logic devices. Several challenges connecting to thin film growth, film thickness, layer symmetry, and transport properties and their impact on the efficiency of spintronic devices are reviewed. How different TMDs generate spin–orbit torques in magnetic heterostructures is discussed in detail. Relevant aspects for improving the quality of the thin film growth as well as the efficiency of the generated spin–orbit torques are discussed together with future perspectives in the field of spin-orbitronics.

1.
K. S.
Novoselov
,
A. K.
Geim
,
S. V.
Morozov
,
D.
Jiang
,
Y.
Zhang
,
S. V.
Dubonos
,
I. V.
Grigorieva
, and
A. A.
Firsov
,
Science
306
,
666
(
2004
).
2.
K. S.
Novoselov
and
A.
Geim
,
Nat. Mater.
6
,
183
(
2007
).
4.
F.
Schwierz
,
Nat. Nanotechnol.
5
,
487
(
2010
).
5.
F.
Pulizzi
,
O.
Bubnova1
,
S.
Milana
,
D.
Schilter
,
D.
Abergel
, and
A.
Moscatelli
,
Nat. Nanotechnol.
14
,
914
(
2019
).
6.
W.-W.
Liu
,
Y.-Q.
Feng
,
X.-B.
Yan
,
J.-T.
Chen
, and
Q.-J.
Xue
,
Adv. Funct. Mater.
23
,
4111
(
2013
).
7.
J.
Xia
,
F.
Chen
,
J.
Li
, and
N.
Tao
,
Nat. Nanotechnol.
4
,
505
(
2009
).
8.
D.
Li
,
M. B.
Müller
,
S.
Gilje
,
R. B.
Kaner
, and
G. G.
Wallace
,
Nat. Nanotechnol.
3
,
101
(
2008
).
10.
M.
Roberts
,
J. Mater. Chem.
21
,
9876
(
2011
).
11.
F.
Bonaccorso
,
A.
Lombardo
,
T.
Hasan
,
Z.
Sun
,
L.
Colombo
, and
A. C.
Ferrari
,
Mater. Today
15
,
564
(
2012
).
13.
Y.
Ahn
,
Y.
Jeong
,
D.
Lee
, and
Y.
Lee
,
ACS Nano
9
,
3125
(
2015
).
14.
M. F.
El-Kady
,
Y.
Shao
, and
R. B.
Kaner
,
Nat. Rev. Mater.
1
,
16003
(
2016
).
15.
M.
Kurpas
,
P. E.
Faria Junior
,
M.
Gmitra
, and
J.
Fabian
,
Phys. Rev. B
100
,
125422
(
2019
).
16.
B.
Heinrich
,
Nat. Nanotechnol.
14
,
194
(
2019
).
17.
Y. B.
Band
and
Y.
Avishai
,
Quantum Mechanics With Applications to Nanotechnology and Information Science
, edited by
Y. B.
Band
and
Y.
Avishai
(
Academic Press
,
Amsterdam
,
2013
), pp.
159
192
.
19.
A.
Willoughby
,
P.
Capper
, and
S.
Kasap
,
Spintronics for Next Generation Innovative Devices
(
Wiley Online Library
,
2015
).
20.
Y. K.
Luo
,
J.
Xu
,
T.
Zhu
,
G.
Wu
,
E. J.
McCormick
,
W.
Zhan
,
M. R.
Neupane
, and
R. K.
Kawakami
,
Nano Lett.
17
,
3877
(
2017
).
21.
P.
Li
,
W.
Wu
,
Y.
Wen
,
C.
Zhang
,
J.
Zhang
,
S.
Zhang
,
Z.
Yu
,
S. A.
Yang
,
A.
Manchon
, and
X. x
Zhang
,
Nat. Commun.
9
,
3990
(
2018
).
22.
B. T.
Zhou
,
K.
Taguchi
,
Y.
Kawaguchi
,
Y.
Tanaka
, and
K.
Law
,
Commun. Phys.
2
(
1
),
26
(
2019
).
23.
D.
Xiao
,
G.-B.
Liu
,
W.
Feng
,
X.
Xu
, and
W.
Yao
,
Phys. Rev. Lett.
108
,
196802
(
2012
).
24.
J. A.
Wilson
and
A. D.
Yoffe
,
Adv. Phys.
18
,
193
(
1969
).
25.
R. C.
Dante
, “
Metal sulphides
,” in
Handbook of Friction Materials and Their Applications
(
Woodhead Publishing
,
2015
), Chap. 8.
26.
X.
Duan
,
C.
Wang
,
A.
Pan
,
R.
Yu
, and
X.
Duan
,
Chem. Soc. Rev.
44
,
8859
(
2015
).
27.
S.
Manzeli
,
D.
Ovchinnikov
,
D.
Pasquier
,
O. V.
Yazyev
, and
A.
Kis
,
Nat. Rev. Mater.
2
,
17033
(
2017
).
28.
W.
Choi
,
N.
Choudhary
,
G. H.
Han
,
J.
Park
,
D.
Akinwande
, and
Y. H.
Lee
,
Mater. Today
20
,
116
(
2017
).
29.
L.
Y
,
Two-Dimensional Materials in Nanophotonics: Developments, Devices, and Applications
(
Jenny Stanford Publishing
,
2019
), p.
282
.
30.
L.-Y.
Feng
,
R. A. B.
Villaos
,
Z.-Q.
Huang
,
C.-H.
Hsu
, and
F.-C.
Chuang
,
New J. Phys.
22
,
053010
(
2020
).
31.
A. K.
Geim
and
I. V.
Grigorieva
,
Nature
499
,
419
(
2013
).
32.
M.
Bonilla
,
S.
Kolekar
,
Y.
Ma
,
H. C.
Diaz
,
V.
Kalappattil
,
R.
Das
,
T.
Eggers
,
H. R.
Gutierrez
,
M.-H.
Phan
, and
M.
Batzill
,
Nat. Nanotechnol.
13
,
289
(
2018
).
33.
Z.
Fei
,
B.
Huang
,
P.
Malinowski
,
W.
Wang
,
T.
Song
,
J.
Sanchez
,
W.
Yao
,
D.
Xiao
,
X.
Zhu
,
A. F.
May
 et al,
Nat. Mater.
17
,
778
(
2018
).
34.
B.
Huang
,
G.
Clark
,
E.
Navarro-Moratalla
,
D. R.
Klein
,
R.
Cheng
,
K. L.
Seyler
,
D.
Zhong
,
E.
Schmidgall
,
M. A.
McGuire
,
D. H.
Cobden
 et al,
Nature
546
,
270
(
2017
).
35.
D. J.
O'Hara
,
T.
Zhu
,
A. H.
Trout
,
A. S.
Ahmed
,
Y. K.
Luo
,
C. H.
Lee
,
M. R.
Brenner
,
S.
Rajan
,
J. A.
Gupta
,
D. W.
McComb
 et al,
Nano Lett.
18
,
3125
(
2018
).
36.
M.
Alghamdi
,
M.
Lohmann
,
J.
Li
,
P. R.
Jothi
,
Q.
Shao
,
M.
Aldosary
,
T.
Su
,
B. P.
Fokwa
, and
J.
Shi
,
Nano Lett.
19
,
4400
(
2019
).
37.
X.
Wang
,
J.
Tang
,
X.
Xia
,
C.
He
,
J.
Zhang
,
Y.
Liu
,
C.
Wan
,
C.
Fang
,
C.
Guo
,
W.
Yang
 et al,
Sci. Adv.
5
,
eaaw8904
(
2019
).
38.
Y.
Deng
,
Y.
Yu
,
Y.
Song
,
J.
Zhang
,
N. Z.
Wang
,
Z.
Sun
,
Y.
Yi
,
Y. Z.
Wu
,
S.
Wu
,
J.
Zhu
 et al,
Nature
563
,
94
(
2018
).
39.
K. S.
Burch
,
D.
Mandrus
, and
J.-G.
Park
,
Nature
563
,
47
(
2018
).
40.
Z. Y.
Zhu
,
Y. C.
Cheng
, and
U.
Schwingenschlögl
,
Phys. Rev. B
84
,
153402
(
2011
).
41.
D. W.
Latzke
,
W.
Zhang
,
A.
Suslu
,
T. R.
Chang
,
H.
Lin
,
H. T.
Jeng
,
S.
Tongay
,
J.
Wu
,
A.
Bansil
, and
A.
Lanzara
,
Phys. Rev. B
91
,
235202
(
2015
).
42.
N.
Zibouche
,
A.
Kuc
,
J.
Musfeldt
, and
T.
Heine
,
Ann. Phys.
526
,
395
(
2014
).
43.
S.-D.
Guo
and
J.-L.
Wang
,
Semicond. Sci. Technol.
31
,
095011
(
2016
).
44.
M.
Piquemal-Banci
,
R.
Galceran
,
M.-B.
Martin
,
F.
Godel
,
A.
Anane
,
F.
Petroff
,
B.
Dlubak
, and
P.
Seneor
,
J. Phys. D
50
,
203002
(
2017
).
45.
K.
Dolui
,
A.
Narayan
,
I.
Rungger
, and
S.
Sanvito
,
Phys. Rev. B
90
,
041401(R
) (
2014
).
46.
Y.
Qu
,
H.
Pan
, and
C. T.
Kwok
,
Sci. Rep.
6
,
34186
(
2016
).
47.
P.
Liu
and
B.
Xiang
,
Sci. Bull.
62
,
1148
(
2017
).
48.
B.
Radisavljevic
,
A.
Radenovic
,
J.
Brivio
,
V.
Giacometti
, and
A.
Kis
,
Nat. Nanotechnol.
6
,
147
(
2011
).
49.
Q. H.
Wang
,
K.
Kalantar-Zadeh
,
A.
Kis
,
J. N.
Coleman
, and
M. S.
Strano
,
Nat. Nanotechnol.
7
,
699
(
2012
).
50.
Y.
Liu
,
Y.
Gao
,
S.
Zhang
,
J.
He
,
J.
Yu
, and
Z.
Liu
,
Nano Res.
12
,
2695
2711
(
2019
).
51.
A.
Neumann
,
J.
Lindlau
,
L.
Colombier
,
M.
Nutz
,
S.
Najmaei
,
J.
Lou
,
A. D.
Mohite
,
H.
Yamaguchi
, and
A.
Högele
,
Nat. Nanotechnol.
12
,
329
(
2017
).
52.
Z.
Li
,
Y.
Song
, and
S.
Tang
,
J. Phys.: Condens. Matter
32
,
333001
(
2020
).
53.
Y.
Nishi
and
B.
Magyari-Kope
,
Advances in Non-Volatile Memory and Storage Technology
(
Woodhead Publishing
,
2019
).
54.
W.
Kong
,
C.
Wan
,
X.
Wang
,
B.
Tao
,
L.
Huang
,
C.
Fang
,
C.
Guo
,
Y.
Guang
,
M.
Irfan
, and
X.
Han
,
Nat. Commun.
10
,
233
(
2019
).
55.
D.
Macneill
,
G. M.
Stiehl
,
M. H.
Guimaraes
,
N. D.
Reynolds
,
R. A.
Buhrman
, and
D. C.
Ralph
,
Phys. Rev. B
96
,
054450
(
2017
).
56.
F.
Xue
,
C.
Rohmann
,
J.
Li
,
V.
Amin
, and
P.
Haney
,
Phys. Rev. B
102
,
014401
(
2020
).
57.
E.
Rossi
and
C.
Triola
,
Ann. Phys.
532
,
1900344
(
2020
).
58.
A.
Ghazaryan
,
M.
Hafezi
, and
P.
Ghaemi
,
Phys. Rev. B
97
,
245411
(
2018
).
59.
Y.
Chen
,
B.
Peng
,
C.
Cong
,
J.
Shang
,
L.
Wu
,
W.
Yang
,
J.
Zhou
,
P.
Yu
,
H.
Zhang
,
Y.
Wang
,
C.
Zou
,
J.
Zhang
,
S.
Liu
,
Q.
Xiong
,
H.
Shao
,
Z.
Liu
,
H.
Zhang
,
W.
Huang
, and
T.
Yu
,
Adv. Mater.
31
,
1804979
(
2019
).
60.
W.
Zhang
,
H. T.
Guo
,
J.
Jiang
,
Q. C.
Tao
,
X. J.
Song
,
H.
Li
, and
J.
Huang
,
J. Appl. Phys.
120
,
013904
(
2016
).
61.
K.-H.
Kim
and
H.-W.
Lee
,
Phys. Rev. B
97
,
235423
(
2018
).
62.
Z.
Wu
,
S.
Xu
,
H.
Lu
,
A.
Khamoshi
,
G.-B.
Liu
,
T.
Han
,
Y.
Wu
,
J.
Lin
,
G.
Long
,
Y.
He
 et al,
Nat. Commun.
7
,
12955
(
2016
).
63.
L.
Sun
,
J.
Yan
,
D.
Zhan
,
L.
Liu
,
H.
Hu
,
H.
Li
,
B. K.
Tay
,
J. L.
Kuo
,
C. C.
Huang
,
D. W.
Hewak
,
P. S.
Lee
, and
Z. X.
Shen
,
Phys. Rev. Lett.
111
,
126801
(
2013
).
64.
J.
Lee
,
Z.
Wang
,
H.
Xie
,
K. F.
Mak
, and
J.
Shan
,
Nat. Mater.
16
,
887
(
2017
).
65.
S. J.
Yun
,
S. H.
Chae
,
H.
Kim
,
J. C.
Park
,
J.-H.
Park
,
G. H.
Han
,
J. S.
Lee
,
S. M.
Kim
,
H. M.
Oh
,
J.
Seok
,
M. S.
Jeong
,
K. K.
Kim
, and
Y. H.
Lee
,
ACS Nano
9
,
5510
(
2015
).
66.
J. G.
Song
,
J.
Park
,
W.
Lee
,
T.
Choi
,
H.
Jung
,
C. W.
Lee
,
S. H.
Hwang
,
J. M.
Myoung
,
J. H.
Jung
,
S. H.
Kim
,
C.
Lansalot-Matras
, and
H.
Kim
,
ACS Nano
7
,
11333
(
2013
).
67.
P.
Yang
,
X.
Zou
,
Z.
Zhang
,
M.
Hong
,
J.
Shi
,
S.
Chen
,
J.
Shu
,
L.
Zhao
,
S.
Jiang
,
X.
Zhou
,
Y.
Huan
,
C.
Xie
,
P.
Gao
,
Q.
Chen
,
Q.
Zhang
,
Z.
Liu
, and
Y.
Zhang
,
Nat. Commun.
9
,
979
(
2018
).
68.
M. A.
Islam
,
J. H.
Kim
,
A.
Schropp
,
H.
Kalita
,
N.
Choudhary
,
D.
Weitzman
,
S. I.
Khondaker
,
K. H.
Oh
,
T.
Roy
,
H.-S.
Chung
 et al,
Nano Lett.
17
,
6157
(
2017
).
69.
Q.
Shao
,
G.
Yu
,
Y. W.
Lan
,
Y.
Shi
,
M. Y.
Li
,
C.
Zheng
,
X.
Zhu
,
L. J.
Li
,
P. K.
Amiri
, and
K. L.
Wang
,
Nano Lett.
16
,
7514
(
2016
).
70.
S.
Husain
,
X.
Chen
,
R.
Gupta
,
N.
Behera
,
P.
Kumar
,
T.
Edvinsson
,
F. G.
Sanchez
,
R.
Brucas
,
S.
Chaudhary
,
B.
Sanyal
 et al,
Nano Lett.
20
,
6372
(
2020
).
71.
D.
Culcer
and
R.
Winkler
,
Phys. Rev. Lett.
99
,
226601
(
2007
).
72.
Y.
Liu
and
Q.
Shao
,
ACS Nano
14
,
9389
(
2020
).
73.
K. S.
Novoselov
,
D.
Jiang
,
F.
Schedin
,
T.
Booth
,
V.
Khotkevich
,
S.
Morozov
, and
A. K.
Geim
,
Proc. Natl. Acad. Sci.
102
,
10451
(
2005
).
74.
K. F.
Mak
,
C.
Lee
,
J.
Hone
,
J.
Shan
, and
T. F.
Heinz
,
Phys. Rev. Lett.
105
,
136805
(
2010
).
75.
H.
Li
,
G.
Lu
,
Y.
Wang
,
Z.
Yin
,
C.
Cong
,
Q.
He
,
L.
Wang
,
F.
Ding
,
T.
Yu
, and
H.
Zhang
,
Small
9
,
1974
(
2013
).
76.
P.-H.
Tan
,
Raman Spectroscopy of Two-Dimensional Materials
(
Springer
,
2018
), Vol.
276
.
77.
Y.
Zhan
,
Z.
Liu
,
S.
Najmaei
,
P. M.
Ajayan
, and
J.
Lou
,
Small
8
,
966
(
2012
).
78.
Q.
Ji
,
Y.
Zhang
,
Y.
Zhang
, and
Z.
Liu
,
Chem. Soc. Rev.
44
,
2587
(
2015
).
79.
N.
Peimyoo
,
J.
Shang
,
C.
Cong
,
X.
Shen
,
X.
Wu
,
E. K.
Yeow
, and
T.
Yu
,
ACS Nano
7
,
10985
(
2013
).
80.
H.
Wang
,
X.
Huang
,
J.
Lin
,
J.
Cui
,
Y.
Chen
,
C.
Zhu
,
F.
Liu
,
Q.
Zeng
,
J.
Zhou
,
P.
Yu
 et al,
Nat. Commun.
8
(
1
),
394
(
2017
).
81.
Y.
Gong
,
J.
Lin
,
X.
Wang
,
G.
Shi
,
S.
Lei
,
Z.
Lin
,
X.
Zou
,
G.
Ye
,
R.
Vajtai
,
B. I.
Yakobson
 et al,
Nat. Mater.
13
,
1135
(
2014
).
82.
X.
Zhang
,
H.
Nan
,
S.
Xiao
,
X.
Wan
,
X.
Gu
,
A.
Du
,
Z.
Ni
, and
K. K.
Ostrikov
,
Nat. Commun.
10
,
598
(
2019
).
83.
H.
Li
,
Y.
Li
,
A.
Aljarb
,
Y.
Shi
, and
L.-J.
Li
,
Chem. Rev.
118
,
6134
(
2018
).
84.
H.
Qi
,
L.
Wang
,
J.
Sun
,
Y.
Long
,
P.
Hu
,
F.
Liu
, and
X.
He
,
Crystals
8
,
35
(
2018
).
85.
C.
Huo
,
Z.
Yan
,
X.
Song
, and
H.
Zeng
,
Sci. Bull.
60
,
1994
(
2015
).
86.
M. H.
Guimaraes
,
G. M.
Stiehl
,
D.
MacNeill
,
N. D.
Reynolds
, and
D. C.
Ralph
,
Nano Lett.
18
,
1311
(
2018
).
87.
M.
Galbiati
,
N.
Motta
,
M. D.
Crescenzi
, and
L.
Camilli
,
Appl. Phys. Rev.
6
,
041310
(
2019
).
88.
S.
Haldar
,
H.
Vovusha
,
M. K.
Yadav
,
O.
Eriksson
, and
B.
Sanyal
,
Phys. Rev. B
92
,
235408
(
2015
).
89.
J.
Tao
,
J.
Chai
,
X.
Lu
,
L. M.
Wong
,
T. I.
Wong
,
J.
Pan
,
Q.
Xiong
,
D.
Chi
, and
S.
Wang
,
Nanoscale
7
,
2497
(
2015
).
90.
Y.
Koçak
and
E.
Gür
,
ACS Appl. Mater. Interfaces
12
,
15785
(
2020
).
91.
P.
Kumar
,
M.
Singh
, and
G.
Reddy
,
ACS Appl. Nano Mater.
2
,
1691
(
2019
).
92.
S.
Husain
,
A.
Kumar
,
P.
Kumar
,
A.
Kumar
,
V.
Barwal
,
N.
Behera
,
S.
Choudhary
,
P.
Svedlindh
, and
S.
Chaudhary
,
Phys. Rev. B
98
,
180404(R)
(
2018
).
93.
H.
Xu
,
J.
Wei
,
H.
Zhou
,
J.
Feng
,
T.
Xu
,
H.
Du
,
C.
He
,
Y.
Huang
,
J.
Zhang
,
Y.
Liu
 et al,
Adv. Mater.
32
,
2000513
(
2020
).
94.
W.
Zhong
,
S.
Deng
,
K.
Wang
,
G.
Li
,
G.
Li
,
R.
Chen
, and
H.-S.
Kwok
,
Nanomaterials
8
,
590
(
2018
).
95.
A.
Manchon
,
J.
Železný
,
I. M.
Miron
,
T.
Jungwirth
,
J.
Sinova
,
A.
Thiaville
,
K.
Garello
, and
P.
Gambardella
,
Rev. Mod. Phys.
91
,
035004
(
2019
).
96.
L.
Liu
,
T.
Moriyama
,
D.
Ralph
, and
R.
Buhrman
,
Phys. Rev. Lett.
106
,
036601
(
2011
).
97.
A.
Manchon
,
H. C.
Koo
,
J.
Nitta
,
S.
Frolov
, and
R.
Duine
,
Nat. Mater.
14
,
871
(
2015
).
98.
G. M.
Stiehl
,
D.
MacNeill
,
N.
Sivadas
,
I. E.
Baggari
,
M. H.
Guimaraes
,
N. D.
Reynolds
,
L. F.
Kourkoutis
,
C. J.
Fennie
,
R. A.
Buhrman
, and
D. C.
Ralph
,
ACS Nano
13
,
2599
(
2019
).
99.
D.
Ralph
and
M.
Stiles
,
J. Magn. Magn. Mater.
320
,
1190
(
2008
).
100.
S.
Wu
,
J. S.
Ross
,
G.-B.
Liu
,
G.
Aivazian
,
A.
Jones
,
Z.
Fei
,
W.
Zhu
,
D.
Xiao
,
W.
Yao
,
D.
Cobden
 et al,
Nat. Phys.
9
,
149
(
2013
).
101.
W.
Zhang
,
J.
Sklenar
,
B.
Hsu
,
W.
Jiang
,
M. B.
Jungfleisch
,
J.
Xiao
,
F. Y.
Fradin
,
Y.
Liu
,
J. E.
Pearson
,
J. B.
Ketterson
,
Z.
Yang
, and
A.
Hoffmann
,
APL Mater.
4
,
032302
(
2016
).
102.
W.
Lv
,
Z.
Jia
,
B.
Wang
,
Y.
Lu
,
X.
Luo
,
B.
Zhang
,
Z.
Zeng
, and
Z.
Liu
,
ACS Appl. Mater. Interfaces
10
,
2843
(
2018
).
103.
J.
Jiang
,
Z. K.
Liu
,
Y.
Sun
,
H. F.
Yang
,
C. R.
Rajamathi
,
Y. P.
Qi
,
L. X.
Yang
,
C.
Chen
,
H.
Peng
,
C. C.
Hwang
,
S. Z.
Sun
,
S. K.
Mo
,
I.
Vobornik
,
J.
Fujii
,
S. S.
Parkin
,
C.
Felser
,
B. H.
Yan
, and
Y. L.
Chen
,
Nat. Commun.
8
,
13973
(
2017
).
104.
Y. P.
Feng
,
L.
Shen
,
M.
Yang
,
A.
Wang
,
M.
Zeng
,
Q.
Wu
,
S.
Chintalapati
, and
C. R.
Chang
,
Wiley Interdiscip. Rev.: Comput. Mol. Sci.
7
,
e1313
(
2017
).
105.
Y.
Fan
,
P.
Upadhyaya
,
X.
Kou
,
M.
Lang
,
S.
Takei
,
Z.
Wang
,
J.
Tang
,
L.
He
,
L. T.
Chang
,
M.
Montazeri
,
G.
Yu
,
W.
Jiang
,
T.
Nie
,
R. N.
Schwartz
,
Y.
Tserkovnyak
, and
K. L.
Wang
,
Nat. Mater.
13
,
699
(
2014
).
106.
J.
Han
,
A.
Richardella
,
S. A.
Siddiqui
,
J.
Finley
,
N.
Samarth
, and
L.
Liu
,
Phys. Rev. Lett.
119
,
077702
(
2017
).
107.
S. Y.
Xu
,
C.
Liu
,
S. K.
Kushwaha
,
R.
Sankar
,
J. W.
Krizan
,
I.
Belopolski
,
M.
Neupane
,
G.
Bian
,
N.
Alidoust
,
T. R.
Chang
,
H. T.
Jeng
,
C. Y.
Huang
,
W. F.
Tsai
,
H.
Lin
,
P. P.
Shibayev
,
F. C.
Chou
,
R. J.
Cava
, and
M. Z.
Hasan
,
Science
347
,
294
(
2015
).
108.
M. H.
Guimarães
and
B.
Koopmans
,
Phys. Rev. Lett.
120
,
266801
(
2018
).
109.
C.
Xu
,
B.
Li
,
W.
Jiao
,
W.
Zhou
,
B.
Qian
,
R.
Sankar
,
N. D.
Zhigadlo
,
Y.
Qi
,
D.
Qian
,
F.-C.
Chou
 et al,
Chem. Mater.
30
,
4823
(
2018
).
110.
M.
Bahramy
,
O.
Clark
,
B.-J.
Yang
,
J.
Feng
,
L.
Bawden
,
J.
Riley
,
I.
Marković
,
F.
Mazzola
,
V.
Sunko
,
D.
Biswas
 et al,
Nat. Mater.
17
,
21
(
2018
).
111.
F.
Li
,
X.
Huang
,
J.
Lu
,
J.
Ma
, and
Z.
Liu
,
Nat. Phys.
14
,
30
(
2018
).
112.
S.
Lee
,
J.
Jang
,
S.-I.
Kim
,
S.-G.
Jung
,
J.
Kim
,
S.
Cho
,
S. W.
Kim
,
J. Y.
Rhee
,
K.-S.
Park
, and
T.
Park
,
Sci. Rep.
8
,
13937
(
2018
).
113.
M. N.
Ali
,
J.
Xiong
,
S.
Flynn
,
J.
Tao
,
Q. D.
Gibson
,
L. M.
Schoop
,
T.
Liang
,
N.
Haldolaarachchige
,
M.
Hirschberger
,
N. P.
Ong
 et al,
Nature
514
,
205
(
2014
).
114.
Y.-Y.
Lv
,
X.
Li
,
B.-B.
Zhang
,
W.
Deng
,
S.-H.
Yao
,
Y.
Chen
,
J.
Zhou
,
S.-T.
Zhang
,
M.-H.
Lu
,
L.
Zhang
 et al,
Phys. Rev. Lett.
118
,
096603
(
2017
).
115.
K.
Kang
,
T.
Li
,
E.
Sohn
,
J.
Shan
, and
K. F.
Mak
,
Nat. Mater.
18
,
324
(
2019
).
116.
X. C.
Pan
,
X.
Wang
,
F.
Song
, and
B.
Wang
,
Adv. Phys.: X
3
,
1468279
(
2018
).
117.
S.
Liang
,
H.
Yang
,
P.
Renucci
,
B.
Tao
,
P.
Laczkowski
,
S.
Mc-Murtry
,
G.
Wang
,
X.
Marie
,
J.-M.
George
,
S.
Petit-Watelot
 et al,
Nat. Commun.
8
,
14947
(
2017
).
118.
C. K.
Safeer
,
N.
Ontoso
,
J.
Ingla-Aynes
,
F.
Herling
,
V. T.
Pham
,
A.
Kurzmann
,
K.
Ensslin
,
A.
Chuvilin
,
I.
Robredo
,
M. G.
Vergniory
,
F.
De Juan
,
L. E.
Hueso
,
M. R.
Calvo
, and
F.
Casanova
,
Nano Lett.
19
,
8758
(
2019
).
119.
T. S.
Ghiasi
,
A. A.
Kaverzin
,
P. J.
Blah
, and
B. J.
van Wees
,
Nano Lett.
19
,
5959
(
2019
).
120.
L. A.
Benítez
,
W. S.
Torres
,
J. F.
Sierra
,
M.
Timmermans
,
J. H.
Garcia
,
S.
Roche
,
M. V.
Costache
, and
S. O.
Valenzuela
,
Nat. Mater.
19
,
170
(
2020
).
121.
C.
Safeer
,
J.
Ingla-Aynés
,
F.
Herling
,
J. H.
Garcia
,
M.
Vila
,
N.
Ontoso
,
M. R.
Calvo
,
S.
Roche
,
L. E.
Hueso
, and
F.
Casanova
,
Nano Lett.
19
,
1074
(
2019
).
122.
B.
Zhao
,
D.
Khokhriakov
,
Y.
Zhang
,
H.
Fu
,
B.
Karpiak
,
A. M.
Hoque
,
X.
Xu
,
Y.
Jiang
,
B.
Yan
, and
S. P.
Dash
,
Phys. Rev. Res.
2
,
013286
(
2020
).
123.
A.
Avsar
,
H.
Ochoa
,
F.
Guinea
,
B.
Özyilmaz
,
B.
van Wees
, and
I. J.
Vera-Marun
,
Rev. Mod. Phys.
92
,
021003
(
2020
).
124.
Q.
Wang
,
J.
Li
,
J.
Besbas
,
C. H.
Hsu
,
K.
Cai
,
L.
Yang
,
S.
Cheng
,
Y.
Wu
,
W.
Zhang
,
K.
Wang
,
T. R.
Chang
,
H.
Lin
,
H.
Chang
, and
H.
Yang
,
Adv. Sci.
5
,
1700912
(
2018
).
125.
J.
Zhou
,
J.
Qiao
,
A.
Bournel
, and
W.
Zhao
,
Phys. Rev. B
99
,
060408
(
2019
).
126.
Y.
Wang
,
E.
Liu
,
H.
Liu
,
Y.
Pan
,
L.
Zhang
,
J.
Zeng
,
Y.
Fu
,
M.
Wang
,
K.
Xu
,
Z.
Huang
,
Z.
Wang
,
H. Z.
Lu
,
D.
Xing
,
B.
Wang
,
X.
Wan
, and
F.
Miao
,
Nat. Commun.
7
,
13142
(
2016
).
127.
P.
Li
,
Y.
Wen
,
X.
He
,
Q.
Zhang
,
C.
Xia
,
Z. M.
Yu
,
S. A.
Yang
,
Z.
Zhu
,
H. N.
Alshareef
, and
X. X.
Zhang
,
Nat. Commun.
8
,
2150
(
2017
).
128.
D.
MacNeill
,
G. M.
Stiehl
,
M. H.
Guimaraes
,
R. A.
Buhrman
,
J.
Park
, and
D. C.
Ralph
,
Nat. Phys.
13
,
300
(
2017
).
129.
S.
Shi
,
S.
Liang
,
Z.
Zhu
,
K.
Cai
,
S. D.
Pollard
,
Y.
Wang
,
J.
Wang
,
Q.
Wang
,
P.
He
,
J.
Yu
,
G.
Eda
,
G.
Liang
, and
H.
Yang
,
Nat. Nanotechnol.
14
,
945
(
2019
).
130.
Y.
Wu
,
D.
Mou
,
N. H.
Jo
,
K.
Sun
,
L.
Huang
,
S. L.
Bud'ko
,
P. C.
Canfield
, and
A.
Kaminski
,
Phys. Rev. B
94
,
121113
(
2016
).
131.
Y.
Ando
,
T.
Hamasaki
,
T.
Kurokawa
,
K.
Ichiba
,
F.
Yang
,
M.
Novak
,
S.
Sasaki
,
K.
Segawa
,
Y.
Ando
, and
M.
Shiraishi
,
Nano Lett.
14
,
6226
(
2014
).
132.
E.
Wang
,
H.
Ding
,
A. V.
Fedorov
,
W.
Yao
,
Z.
Li
,
Y.-F.
Lv
,
K.
Zhao
,
L.-G.
Zhang
,
Z.
Xu
,
J.
Schneeloch
 et al,
Nat. Phys.
9
,
621
(
2013
).
133.
A.
Kumar
,
S.
Akansel
,
H.
Stopfel
,
M.
Fazlali
,
J.
Åkerman
,
R.
Brucas
, and
P.
Svedlindh
,
Phys. Rev. B
95
,
064406
(
2017
).
134.
H.
Kurebayashi
,
Nat. Phys.
13
,
209
(
2017
).
135.
G. M.
Stiehl
,
R.
Li
,
V.
Gupta
,
I. E.
Baggari
,
S.
Jiang
,
H.
Xie
,
L. F.
Kourkoutis
,
K. F.
Mak
,
J.
Shan
,
R. A.
Buhrman
 et al,
Phys. Rev. B
100
,
184402
(
2019
).
136.
Y.
Wen
,
J.
Wu
,
P.
Li
,
Q.
Zhang
,
Y.
Zhao
,
A.
Manchon
,
J. Q.
Xiao
, and
X.
Zhang
,
Phys. Rev. B
95
,
104403
(
2017
).
137.
P.
Li
,
C.
Zhang
,
Y.
Wen
,
L.
Cheng
,
G.
Nichols
,
D. G.
Cory
,
G.-X.
Miao
, and
X.-X.
Zhang
,
Phys. Rev. B
100
,
205128
(
2019
).
138.
A.
Nomura
,
T.
Tashiro
,
H.
Nakayama
, and
K.
Ando
,
Appl. Phys. Lett.
106
,
212403
(
2015
).
139.
F. J.
Sousa
,
G.
Tatara
, and
A.
Ferreira
, arXiv:2005.09670 (
2020
).
140.
A. M.
Hoque
,
D.
Khokhriakov
,
B.
Karpiak
, and
S. P.
Dash
,
Phys. Rev. Res.
2
,
033204
(
2020
).
141.
J.
Feng
,
A.
Tan
,
S.
Wagner
,
J.
Liu
,
Z.
Mao
,
X.
Ke
, and
P.
Zhang
,
Appl. Phys. Lett.
109
,
021901
(
2016
).
142.
P.
Manchanda
,
V.
Sharma
,
H.
Yu
,
D. J.
Sellmyer
, and
R.
Skomski
,
Appl. Phys. Lett.
107
,
032402
(
2015
).
143.
K.-U.
Demasius
,
T.
Phung
,
W.
Zhang
,
B. P.
Hughes
,
S.-H.
Yang
,
A.
Kellock
,
W.
Han
,
A.
Pushp
, and
S. S.
Parkin
,
Nat. Commun.
7
,
10644
(
2016
).
144.
K.
Garello
,
I. M.
Miron
,
C. O.
Avci
,
F.
Freimuth
,
Y.
Mokrousov
,
S.
Blügel
,
S.
Auffret
,
O.
Boulle
,
G.
Gaudin
, and
P.
Gambardella
,
Nat. Nanotechnol.
8
,
587
(
2013
).
145.
T.-R.
Chang
,
S.-Y.
Xu
,
D. S.
Sanchez
,
W.-F.
Tsai
,
S.-M.
Huang
,
G.
Chang
,
C.-H.
Hsu
,
G.
Bian
,
I.
Belopolski
,
Z.-M.
Yu
 et al,
Phys. Rev. Lett.
119
,
026404
(
2017
).
146.
O.
Clark
,
M.
Neat
,
K.
Okawa
,
L.
Bawden
,
I.
Marković
,
F.
Mazzola
,
J.
Feng
,
V.
Sunko
,
J.
Riley
,
W.
Meevasana
 et al,
Phys. Rev. Lett.
120
,
156401
(
2018
).
147.
Y.
Wang
,
D.
Zhu
,
Y.
Wu
,
Y.
Yang
,
J.
Yu
,
R.
Ramaswamy
,
R.
Mishra
,
S.
Shi
,
M.
Elyasi
,
K.-L.
Teo
 et al,
Nat. Commun.
8
(
1
),
1364
(
2017
).
148.
G.
Wang
,
C.
Robert
,
A.
Suslu
,
B.
Chen
,
S.
Yang
,
S.
Alamdari
,
I. C.
Gerber
,
T.
Amand
,
X.
Marie
,
S.
Tongay
 et al,
Nat. Commun.
6
,
10110
(
2015
).
149.
A.
Ptok
,
S.
Głodzik
, and
T.
Domański
,
Phys. Rev. B
96
,
184425
(
2017
).
150.
X.
Xi
,
Z.
Wang
,
W.
Zhao
,
J.-H.
Park
,
K. T.
Law
,
H.
Berger
,
L.
Forró
,
J.
Shan
, and
K. F.
Mak
,
Nat. Phys.
12
,
139
(
2016
).
151.
N.
Kumar
,
J.
He
,
D.
He
,
Y.
Wang
, and
H.
Zhao
,
Nanoscale
6
,
12690
(
2014
).
152.
K.
Gong
,
L.
Zhang
,
D.
Liu
,
L.
Liu
,
Y.
Zhu
,
Y.
Zhao
, and
H.
Guo
,
Nanotechnology
25
,
435201
(
2014
).
153.
M.
Yankowitz
,
D.
McKenzie
, and
B. J.
LeRoy
,
Phys. Rev. Lett.
115
,
136803
(
2015
).
154.
Y.
Ma
,
Y.
Dai
,
M.
Guo
,
C.
Niu
,
Y.
Zhu
, and
B.
Huang
,
ACS Nano
6
,
1695
(
2012
).
155.
E.
Kamil
,
J.
Berges
,
G.
Schonhoff
,
M.
Rosner
,
M.
Schuler
,
G.
Sangiovanni
, and
T. O.
Wehling
,
J. Phys. Condens. Matter
30
,
325601
(
2018
).
156.
Y.
Nakata
,
K.
Sugawara
,
R.
Shimizu
,
Y.
Okada
,
P.
Han
,
T.
Hitosugi
,
K.
Ueno
,
T.
Sato
, and
T.
Takahashi
,
NPG Asia Mater.
8
,
e321
(
2016
).
157.
C.
Chen
,
P.
Das
,
E.
Aytan
,
W.
Zhou
,
J.
Horowitz
,
A. A.
Balandin
,
R.
Lake
, and
P.
Wei
, arXiv:1907.05392 (
2019
).
158.
G. C.
Ménard
,
S.
Guissart
,
C.
Brun
,
S.
Pons
,
V. S.
Stolyarov
,
F.
Debontridder
,
M. V.
Leclerc
,
E.
Janod
,
L.
Cario
,
D.
Roditchev
,
P.
Simon
, and
T.
Cren
,
Nat. Phys.
11
,
1013
(
2015
).
159.
E.
Sohn
,
X.
Xi
,
W.-Y.
He
,
S.
Jiang
,
Z.
Wang
,
K.
Kang
,
J.-H.
Park
,
H.
Berger
,
L.
Forró
,
K. T.
Law
 et al,
Nat. Mater.
17
,
504
(
2018
).
160.
L.
Bawden
,
S.
Cooil
,
F.
Mazzola
,
J.
Riley
,
L.
Collins-McIntyre
,
V.
Sunko
,
K.
Hunvik
,
M.
Leandersson
,
C.
Polley
,
T.
Balasubramanian
 et al,
Nat. Commun.
7
,
11711
(
2016
).
161.
Y.
Saito
,
Y.
Nakamura
,
M. S.
Bahramy
,
Y.
Kohama
,
J.
Ye
,
Y.
Kasahara
,
Y.
Nakagawa
,
M.
Onga
,
M.
Tokunaga
,
T.
Nojima
 et al,
Nat. Phys.
12
,
144
(
2016
).
162.
We have grown highly controlled WS2 layers (from 1 monolayer to 4 layers) by sputtering with plasma sulphurization for studying odd-even layer dependent spin pumping phenomena in WS2/ferromagnet bilayer heterostructures. High quality surface with Angstrom level topographical roughness has been established in all the layers: Unpublished.
163.
H.
Terrones
,
E. D.
Corro
,
S.
Feng
,
J.
Poumirol
,
D.
Rhodes
,
D.
Smirnov
,
N.
Pradhan
,
Z.
Lin
,
M.
Nguyen
,
A.
Elias
 et al,
Sci. Rep.
4
,
4215
(
2015
).
164.
L.
Zhu
,
D. C.
Ralph
, and
R. A.
Buhrman
,
Phys. Rev. Lett.
122
,
77201
(
2019
).
165.
A. R.
Mellnik
,
J. S.
Lee
,
A.
Richardella
,
J. L.
Grab
,
P. J.
Mintun
,
M. H.
Fischer
,
A.
Vaezi
,
A.
Manchon
,
E. A.
Kim
,
N.
Samarth
, and
D. C.
Ralph
,
Nature
511
,
449
(
2014
).
166.
C.-X.
Liu
,
Phys. Rev. Lett.
118
,
087001
(
2016
).
167.
A.
Pospischil
,
M. M.
Furchi
, and
T.
Mueller
,
Nat. Nanotechnol.
9
,
257
(
2014
).
168.
J.-H.
Hur
,
J.
Park
, and
S.
Jeon
,
J. Phys. D
50
,
065105
(
2017
).
169.
Y.
Wang
,
L.
Qi
, and
Y.
Wu
,
J. Vacuum Sci. Technol. A
35
,
041510
(
2017
).
170.
R.
Bansal
,
A.
Kumar
,
N.
Chowdhury
,
N.
Sisodia
,
A.
Barvat
,
A.
Dogra
,
P.
Pal
, and
P.
Muduli
,
J. Magn. Magn. Mater.
476
,
337
(
2019
).
171.
N. V.
Smith
,
S. D.
Kevan
, and
F. J.
DiSalvo
,
J. Phys. C
18
,
3175
(
1985
).
172.
A.
Kumar
,
A. K.
Chaurasiya
,
N.
Chowdhury
,
A. K.
Mondal
,
R.
Bansal
,
A.
Barvat
,
S. P.
Khanna
,
P.
Pal
,
S.
Chaudhary
,
A.
Barman
 et al,
Appl. Phys. Lett.
116
,
232405
(
2020
).
173.
D.
Kurebayashi
and
K.
Nomura
,
Phys. Rev. Appl.
6
,
044013
(
2016
).
174.
A.
Brataas
,
Y.
Tserkovnyak
,
G. E.
Bauer
, and
B. I.
Halperin
,
Phys. Rev. B
66
,
060404
(
2002
).
175.
Y.
Tserkovnyak
,
A.
Brataas
, and
G. E.
Bauer
,
Phys. Rev. Lett.
88
,
117601
(
2002
).
176.
V.
Kamberský
,
Can. J. Phys.
48
,
2906
(
1970
).
177.
G.
Wu
,
Y.
Ren
,
X.
He
,
Y.
Zhang
,
H.
Xue
,
Z.
Ji
,
Q.
Jin
, and
Z.
Zhang
,
Phys. Rev. Appl.
13
,
024027
(
2020
).
178.
C.
Cheng
,
M.
Collet
,
J.-C. R.
Sánchez
,
V.
Ivanovskaya
,
B.
Dlubak
,
P.
Seneor
,
A.
Fert
,
H.
Kim
,
G. H.
Han
,
Y. H.
Lee
 et al, arXiv:1510.03451 (
2015
).
179.
Q.
Xie
,
W.
Lin
,
B.
Yang
,
X.
Shu
,
S.
Chen
,
L.
Liu
,
X.
Yu
,
M. B.
Breese
,
T.
Zhou
,
M.
Yang
 et al,
Adv. Mater.
31
,
1900776
(
2019
).
180.
X.
Wang
,
H.
Liu
,
J.
Wu
,
J.
Lin
,
W.
He
,
H.
Wang
,
X.
Shi
,
K.
Suenaga
, and
L.
Xie
,
Adv. Mat.
30
,
1800074
(
2018
).
181.
D.
Wu
,
Y.
Ma
,
Y.
Niu
,
Q.
Liu
,
T.
Dong
,
S.
Zhang
,
J.
Niu
,
H.
Zhou
,
J.
Wei
,
Y.
Wang
,
Z.
Zhao
, and
N.
Wang
,
Sci. Adv.
4
,
eaao3057
(
2018
).
182.
C. E.
Sanders
,
M.
Dendzik
,
A. S.
Ngankeu
,
A.
Eich
,
A.
Bruix
,
M.
Bianchi
,
J. A.
Miwa
,
B.
Hammer
,
A. A.
Khajetoorians
, and
P.
Hofmann
,
Phys. Rev. B
94
,
081404(R)
(
2016
).
183.
M.
Yoshida
,
T.
Gokuden
,
R.
Suzuki
,
M.
Nakano
, and
Y.
Iwasa
,
Phys. Rev. B
95
,
121405(R)
(
2017
).
184.
D.
Shao
,
R.
Xiao
,
W.
Lu
,
H.
Lv
,
J.
Li
,
X.
Zhu
,
Y.
Sun
 et al,
Phys. Rev. B
94
,
125126
(
2016
).
185.
O. R.
Albertini
,
R.
Zhao
,
R. L.
McCann
,
S.
Feng
,
M.
Terrones
,
J. K.
Freericks
,
J. A.
Robinson
, and
A. Y.
Liu
,
Phys. Rev. B
93
,
214109
(
2016
).
186.
A. W.
Tsen
,
R.
Hovden
,
D.
Wang
,
Y. D.
Kim
,
J.
Okamoto
,
K. A.
Spoth
,
Y.
Liu
,
W.
Lu
,
Y.
Sun
,
J. C.
Hone
 et al,
Proc. Natl. Acad. Sci.
112
,
15054
(
2015
).
187.
G.
Liu
,
B.
Debnath
,
T. R.
Pope
,
T. T.
Salguero
,
R. K.
Lake
, and
A. A.
Balandin
,
Nat. Nanotechnol.
11
,
845
(
2016
).
188.
M.-H.
Nguyen
,
D.
Ralph
, and
R.
Buhrman
,
Phys. Rev. Lett.
116
,
126601
(
2016
).
189.
W.
Chen
,
G.
Xiao
,
Q.
Zhang
, and
X.
Zhang
,
Phys. Rev. B
98
,
134411
(
2018
).
190.
A.
Kumar
,
R.
Gupta
,
S.
Husain
,
N.
Behera
,
S.
Hait
,
S.
Chaudhary
,
R.
Brucas
, and
P.
Svedlindh
,
Phys. Rev. B
100
,
214433
(
2019
).
191.
N. H. D.
Khang
,
Y.
Ueda
, and
P. N.
Hai
,
Nat. Mater.
17
,
808
(
2018
).
You do not currently have access to this content.