LaAlO3/SrTiO3 (110) 界面处栅极可调的面内与面外自旋轨道耦合及自旋劈裂各向异性
介观与纳米尺度物理
2017-09-13 v3
摘要
操控自旋轨道耦合（SOC）对于基于自旋轨道转矩的存储器等器件至关重要，理解它也是回答三重态超导、拓扑绝缘体和马约拉纳费米子等领域若干基本开放问题的必要条件。在此，我们报告了在LaAlO3/SrTiO3 (110) 界面处，当电流密度为1.4x10^4 A/cm^2时，面内自旋的自旋劈裂能达到25 meV，这一数值相较于半导体异质结或LaAlO3/SrTiO3 (100) 界面中发现的要大，并且它是各向异性的。这种各向异性源于沿[001]和[1-10]方向电子有效质量的差异。我们的研究预测，在10^7 A/cm^2的电流密度下，自旋劈裂能将大于1000 meV，与金属体系相比这是巨大的，并将成为理想的自旋极化源。除了面内效应，当自旋指向面外时，由于界面平面内的对称性破缺，LaAlO3/SrTiO3 (110) 界面处还存在一种出乎意料的面外栅极可调SOC。我们证明，通过改变LaAlO3的厚度可以操控这种效应，表明该界面可被设计用于自旋轨道转矩器件。
引用
@article{arxiv.1311.7532,
title = {Gate Tunable In- and Out-Of-Plane Spin-Orbit Coupling and Spin Splitting Anisotropy at LaAlO3/SrTiO3 (110) Interface},
author = {Kalon Gopinadhan and A. Annadi and Younghyun Kim and Amar Srivastava and Brijesh Kumar and Jingsheng Chen and J. M. D. Coey and Ariando and T. Venkatesan},
journal= {arXiv preprint arXiv:1311.7532},
year = {2017}
}
备注
17 pages, 5 figures in Advanced Electronic Materials (Wiley) Vol. 1, Issue 8, 2015