一种具有巨大自旋霍尔效应的导电拓扑绝缘体，用于超低功耗自旋轨道矩翻转

利用重金属和拓扑绝缘体（TI）中的自旋霍尔效应（SHE）进行自旋轨道矩（SOT）翻转，在超低功耗磁阻随机存取存储器（MRAM）方面具有巨大潜力。为了与传统的自旋转移矩（STT）翻转竞争，需要一种具有大自旋霍尔角（${\theta}_{SH}$ > 1）和高电导率（${\sigma} > 10^5 {\Omega}^{-1}m^{-1}$）的纯自旋流源。在此，我们展示了这样一种纯自旋流源：室温下 ${\sigma}{\sim}2.5*10^5 {\Omega}^{-1}m^{-1}$、${\theta}_{SH}{\sim}52$ 且自旋霍尔电导率 ${\sigma}_{SH}{\sim}1.3*10^7 {\hbar}/2e{\Omega}^{-1}m^{-1}$ 的 BiSb 薄膜。我们表明，BiSb 薄膜在 Bi$_{0.9}$Sb$_{0.1}$ / MnGa 双层膜中能产生高达 2770 Oe/(MA/cm$^2$) 的巨大自旋轨道场，以及低至 1.5 MA/cm$^2$ 的临界翻转电流密度。BiSb 是拓扑绝缘体首次工业应用的最佳候选材料。