Ir/Co 界面的 Dzyaloshinskii-Moriya 相互作用与自旋轨道转矩
介观与纳米尺度物理
2019-10-08 v1 材料科学
摘要
我们研究了含有 Ir 与 Co 界面的异质结构中的自旋转矩效率与 Dzyaloshinskii-Moriya 相互作用（DMI）。利用电流诱导的反常霍尔回线偏移来确定 [Pt/Co/X] 多层膜（X=Ir、Cu）以及 Ir/Co 和 Pt/Ir/Co 参考薄膜的自旋转矩效率和 DMI。我们发现 Ir 的有效自旋霍尔角约为 0.01，自旋扩散长度小于约 1 nm。短的自旋扩散长度和高电导率使 Ir 成为高效的自旋 sink 层。此类自旋 sink 层可用于控制异质结构中的自旋流，并对磁性层产生足够的自旋轨道转矩。发现 Ir 与 Co 界面的 DMI 在约 1.4 至约 2.2 mJ/m2 范围内，与 Pt 和 Co 界面的量级相近。[Pt/Co/Ir] 多层膜的 Ir/Co 和 Pt/Co 界面具有相同的 DMI 符号，导致其与 [Pt/Co/Cu] 多层膜相比 DMI 减小。这些结果展示了 Ir 层在定义薄膜异质结构中的自旋轨道转矩和手性磁性方面所起的独特作用。
引用
@article{arxiv.1903.06913,
title = {Dzyaloshinskii-Moriya interaction and spin-orbit torque at the Ir/Co interface},
author = {Yuto Ishikuro and Masashi Kawaguchi and Naoaki Kato and Yong-Chang Lau and Masamitsu Hayashi},
journal= {arXiv preprint arXiv:1903.06913},
year = {2019}
}