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室温下范德瓦耳斯铁磁体的电流诱导确定性翻转

应用物理 2024-02-21 v1

摘要

近来在范德瓦耳斯磁性材料(vdWMM)中发现的涌现磁性拓宽了用于开发高能效计算自旋电子器件的材料空间。尽管在 vdWMM 发现方面已取得可观进展,其具有强垂直磁各向异性(PMA)且居里温度超过室温,但一直缺乏室温下对 vdWMM 进行非易失、确定性翻转的方案,限制了其投入商用自旋电子器件的前景。在此,我们报道了首次在室温下于 vdW 磁性材料中实现电流控制的非易失、确定性磁化翻转演示。我们利用 Pt 自旋霍尔层在高达 320 K 下实现了 PMA vdW 磁体 Fe3GaTe2 的自旋轨道转矩(SOT)翻转,室温下阈值翻转电流密度低至 Jsw=1.69×106A/cm2J_{sw} = 1.69\times10^6 A/cm^2。我们还利用二次谐波霍尔电压测量技术定量估算了 Fe3GaTe2/Pt 双层系统的反阻尼类 SOT 效率为 ξDL\xi_{DL} = 0.093。这些结果标志着使 vdW 磁性材料成为开发可扩展未来自旋电子器件的可行选择的关键一步。

关键词

引用

@article{arxiv.2306.14355,
  title  = {Current-induced deterministic switching of van der Waals ferromagnet at room temperature},
  author = {Shivam N. Kajale and Thanh Nguyen and Corson A. Chao and David C. Bono and Artittaya Boonkird and Mingda Li and Deblina Sarkar},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2306.14355},
  year   = {2024}
}