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通过拓扑绝缘体异质结构中的界面工程调控自旋轨道转矩

介观与纳米尺度物理 2020-09-18 v1

摘要

(Bi1x_{1-x}Sbx_x)2_2Te3_3 拓扑绝缘体(TI)因其巨大的电荷-自旋转换效率以及由此产生的可用于操控铁磁体(FM)磁化的自旋轨道转矩(SOT)而受到越来越多的关注。然而,转矩的起源仍不清楚,而 TI/FM 界面处杂化态与强材料混合的影响基本上未被探索。通过结合界面化学分析与自旋转移铁磁共振(ST-FMR)测量,我们证明混合在 SOT 的产生中起着关键作用。通过插入合适的正常金属间隔层,材料混合得以减少,界面处的 TI 性质大幅改善,导致 SOT 性质发生强烈变化。观察到类场转矩的显著增强,其抵消并超过了 Oersted 场转矩,这可归因于 Rashba 分裂表面带中的非平衡自旋密度以及自旋记忆损失的抑制。

关键词

引用

@article{arxiv.2009.08215,
  title  = {Control of spin-orbit torques by interface engineering in topological insulator heterostructures},
  author = {Frédéric Bonell and Minori Goto and Guillaume Sauthier and Juan F. Sierra and Adriana I. Figueroa and Marius V. Costache and Shinji Miwa and Yoshishige Suzuki and Sergio O. Valenzuela},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2009.08215},
  year   = {2020}
}

备注

This document is the unedited Author's version of a Submitted Work that was subsequently accepted for publication in Nanoletters, \copyright American Chemical Society after peer review