单层 GdFeCo 磁体上的电流诱导自旋转矩

自旋电子学利用自旋轨道耦合（SOC）产生自旋流、自旋转矩，并在缺乏反演对称性时产生 Rashba 与 Dzyaloshinskii-Moriya 相互作用（DMI）。广泛使用的基于 Fe、Co 等 3d 金属的磁性材料具有较小的 SOC。为规避这一缺陷，通常做法是利用 Pt 等 5d 重金属（HM）非磁层较大的 SOC，通过自旋霍尔效应（SHE）产生自旋流，进而对磁层施加自旋转矩。本文我们引入一类不含非磁 5d 重金属的新型材料体系，用于高性能自旋电子学操作。我们展示了由于 Gd 5d 态的大 SOC 以及主要由界面工程打破的反演对称性，在单层 GdFeCo 上施加的极强电流诱导转矩。这些“自转矩”在磁化补偿温度（接近室温）附近增强，并可通过调节 GdFeCo 层外的自旋吸收来调谐。在其他测量中，我们确定了 GdFeCo 极大的自旋流发射。该材料平台为在单磁层上施加“自转矩”以及从磁层产生自旋流开辟了新前景。