W/铁磁与 W/亚铁磁异质结构中自旋轨道转矩效率的比较研究

研究表明，电阻态的 W 在所有重过渡金属中具有最大的自旋霍尔比，这使其成为对相邻铁磁或亚铁磁（FM）层产生高效阻尼类自旋轨道转矩（DL-SOT）的良好候选材料。本文对以铁磁 Co$_{20}$Fe$_{60}$B$_{20}$ 或具有垂直磁各向异性的亚铁磁 Co$_{63}$Tb$_{37}$ 为 FM 层的 W/FM 磁异质结构的自旋输运性质进行了系统研究。通过电流诱导滞回环偏移方法表征的 DL-SOT 效率 $|\xi_{DL}|$ 在 W/Co$_{20}$Fe$_{60}$B$_{20}$ 和 W/Co$_{63}$Tb$_{37}$ 体系中均被发现与 W 缓冲层的微观结构相关。当 W 层在 W/Co$_{20}$Fe$_{60}$B$_{20}$ 和 W/Co$_{63}$Tb$_{37}$ 异质结构中部分非晶时，分别获得 $|\xi_{DL}|\approx 0.144$ 和 $|\xi_{DL}|\approx 0.116$ 的最大值。我们的结果表明，来自电阻相 W 的自旋霍尔效应可通过 DL-SOT 机制有效调控铁磁和亚铁磁层。