天然氧化的多晶 TaAs 薄膜中的巨大自旋转矩效率

我们报道了在具有氧化与原始界面的 Weyl 半金属/铁磁体异质结构中室温下高效的电荷-自旋转换测量。Weyl 半金属 TaAs 的多晶薄膜通过分子束外延生长在 (001) GaAs 上，并与金属铁磁体（Ni$_{0.8}$Fe$_{0.2}$）形成界面。在具有氧化界面的样品中，自旋转矩铁磁共振（ST-FMR）测量给出对于 8 nm Ni$_{0.8}$Fe$_{0.2}$ 层厚度高达 $\xi_{\mathrm{FMR}}=0.45\pm 0.25$ 的自旋转矩效率。通过研究具有不同 Ni$_{0.8}$Fe$_{0.2}$ 层厚度的这些样品中的 ST-FMR，我们提取出高达 $\xi_{\mathrm{DL}}=1.36\pm 0.66$ 的阻尼类转矩效率。在具有原始（未氧化）界面的样品中，自旋转矩效率符号与氧化样品中观察到的相反（对于 5 nm Ni$_{0.8}$Fe$_{0.2}$ 层厚度为 $\xi_{\mathrm{FMR}}=-0.27\pm 0.14$）。我们还给出了自旋霍尔电导率的下限（$424 \pm 110 \frac{\hbar}{e}$ S/cm），其出人意料地与 TaAs 单晶 Weyl 半金属态的理论预言一致。