单层铁磁材料中非传统自旋轨道力矩与平面霍尔效应的共存
介观与纳米尺度物理
2025-11-24 v1 材料科学
摘要
材料的对称性在根本上决定了其自旋传输性质。虽然非传统自旋传输现象主要在低对称性系统（例如 对称性）中得到探索，但高对称性晶体——构成行业兼容材料的绝大多数——通常只表现出传统的自旋传输行为。本文报道，在具有 对称性的单层 CoPt 铁磁材料中，两种非传统自旋传输效应——晶体自旋轨道力矩（CSOT）和晶体平面霍尔效应（CIHE）——的共存。利用 CSOT，我们在室温下实现了 6nm CoPt 层几乎 100% 的无场垂直磁化切换。同时，观察到的 CIHE 在当前角度和生长温度上的依赖性几乎与 CSOT 完全一致。对称性分析确认，这两种效应共享相同的物理本源。我们的工作不仅将 CoPt 建立为高性能自旋轨道材料，还表明非传统自旋传输可以在高对称性系统中实现，从而为实际自旋器件打开广阔的应用路径。
引用
@article{arxiv.2511.17231,
title = {Coexistence of unconventional spin-orbit torque and in-plane Hall effect in a single ferromagnetic layer},
author = {Jiaxin Chen and Hongsheng Zheng and Hongliang Chen and Qia Shen and Chang Pan and Zhenyi Zheng and Hemian Yi and Dandan Guan and Xiaoxue Liu and Yaoyi Li and Shiyong Wang and Hao Zheng and Canhua Liu and Jinfeng Jia and Jingsheng Chen and Ruidan Zhong and Lei Wang and Xuepeng Qiu and Yumeng Yang and Aurélien Manchon and Liang Liu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2511.17231},
year = {2025}
}