基于 NbIrTe$_4$ 二维/三维范畴迁移实现的垂直磁化场自由开关的高效垂直旋流
介观与纳米尺度物理
2025-04-08 v1 材料科学
摘要
高效产生垂直（OOP）旋流对于先进的自旋电子器件存储器应用至关重要。然而，扎根于 OOP 旋流的理论理解与实验实现，尚存显著挑战，制约着高密度低功耗磁化开关。本文表明，将 NbIrTe 从二维量子 spin Hall 绝缘体过渡至三维 type-II Weyl 半金属显著增强了 OOP 旋流产生。NbIrTe 的三维拓扑 Weyl 半金属本质，由其 Weyl 锥特征决定，显著增强了 OOP 旋 Berry 曲率，使 OOP 旋律斯导率超过 。这种增强超过其平面分量四倍以上，使其能够以低至 1.4 MA/cm 的电流密度实现垂直磁化的高效无场旋-轨矩（SOT）开关。 improved 的旋律斯导率使整体功耗较现有材料降低了两个数量级以上。我们的发现凸显了范畴在扎根 Weyl 半金属中实现稳健 OOP 旋流方面的关键作用，为开发高密度低功耗自旋电子存储器技术指明了道路。
引用
@article{arxiv.2504.05280,
title = {Dimensionality Enhanced Out-of-Plane Spin Currents in NbIrTe$_4$ for Efficient Field-Free Switching of Perpendicular Magnetization},
author = {Wei Yang and Xinhe Wang and Jianing Liu and Daming Zhou and Xiaoyang Lin and Ke Zhang and Heloise Damas and Xinyue Wang and Xianyang Lu and Haozhe Yang and Stephane Mangin and Sebastien Petit-Watelot and Michel Hehn and Albert Fert and Juan-Carlos Rojas-Sanchez and Weisheng Zhao},
journal= {arXiv preprint arXiv:2504.05280},
year = {2025}
}
备注
25 pages, 5 figures en the main text plus 27 pages including 9 Notes, 17 supplementary figures and 1 supplementary table