Pt/Co/MgO 薄膜结构中的体自旋轨道力矩与界面自旋轨道力矩
材料科学
2024-03-12 v1
摘要
我们通过谐波霍尔测量研究了典型 Pt/Co/MgO 薄膜结构中自旋轨道力矩 (SOTs) 的起源。阻尼类 (DL) 有效场 () 随 Pt 层厚度和 Co 层厚度变化的行为表明，Pt 中的体自旋霍尔效应 (SHE) 是 DL-SOT 的主要原因。在 Pt/Co 界面插入超薄 Pd 层导致 阶跃式下降，这归因于界面自旋透明度的改变。进一步增加 Pd 厚度导致界面自旋轨道耦合 (iSOC) 降低，这由表面磁各向异性的减小所量化。 对底部 Pt/Co 界面 iSOC 变化及顶部 Co/MgO 界面氧化的持续不敏感性，为 DL-SOT 的体 SHE 起源提供了额外证据。随着 Pt/Co 界面 iSOC 的减小，类场 (FL) 力矩有效场 () 显著降低，这表明 FL-SOT 具有界面性质，要么是由于 iSOC 诱导的界面自旋流，要么是由于 Pt/Co 界面的 Rashba-Edelstein 效应。此外，我们证明了在顶部 Co/MgO 界面产生了一个与底部 Pt/Co 界面产生的方向相反的 FL-SOT，其强度随 Co/MgO 界面氧化而增加，并归因于 Rashba-Edelstein 效应。
引用
@article{arxiv.2403.06627,
title = {Bulk and interface spin-orbit torques in Pt/Co/MgO thin film structures},
author = {M. S. Gabor and M. Belmeguenai and I. M. Miron},
journal= {arXiv preprint arXiv:2403.06627},
year = {2024}
}
备注
30 pages, 16 figures