拓扑绝缘体/Ag 界面处通过 Rashba 效应实现的高效电荷-自旋转换与磁化翻转
材料科学
2018-01-31 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
我们报道了利用自旋转矩铁磁共振技术，在三维拓扑绝缘体 (TI) Bi2Se3 与 Ag 双层结构中观测到高效的电荷到自旋的转换。在 Bi2Se3/Ag/CoFeB 异质结构中，自旋轨道转矩比随 Ag 厚度增加至约 2 nm 而显著增强，并在 Ag 厚度为 5 nm 时达到 0.5，该值约为室温下 Bi2Se3/CoFeB 的 3 倍。该观测表明，Bi2Se3/Ag 的界面效应超过了 Bi2Se3 层中的拓扑表面态 (TSS) 效应，并在 Bi2Se3/Ag/CoFeB 体系的电荷-自旋转换中起主导作用。基于第一性原理计算，我们将该观测归因于包裹 TSS 能带且具有与 Bi2Se3 的 TSS 相同净自旋极化方向的大 Rashba 分裂能带。随后，我们首次在 Bi2Se3/Ag/Py 中演示了由 Rashba 效应诱导的磁化翻转，其电流密度低至 5.8 X 10^5 A/cm2。
引用
@article{arxiv.1801.03689,
title = {Efficient Charge-Spin Conversion and Magnetization Switching though Rashba Effect at Topological Insulator/Ag Interface},
author = {Shuyuan Shi and Aizhu Wang and Yi Wang and Rajagopalan Ramaswamy and Lei Shen and Jisoo Moon and Dapeng Zhu and Jiawei Yu and Seongshik Oh and Yuanping Feng and Hyunsoo Yang},
journal= {arXiv preprint arXiv:1801.03689},
year = {2018}
}