利用层间磁耦合实现磁性绝缘体中高效无外加磁场的电流诱导磁化翻转
材料科学
2024-09-17 v1
摘要
由于具有低吉尔伯特阻尼、长自旋扩散长度和零欧姆损耗等独特性质，磁性绝缘体成为下一代自旋电子应用极具前景的候选材料。然而，由于局域磁矩以及磁性绝缘体与重金属之间复杂的金属-氧化物界面，自旋相关的 Dzyaloshinskii-Moriya 相互作用或自旋霍尔效应与 Edelstein 效应较弱，这降低了这些自旋电子器件典型构建模块的性能。在此，我们利用金属磁体与绝缘磁体之间的交换耦合，实现了对重金属/磁性绝缘体异质结构的高效电学操控。通过插入一层薄 Co 层，我们将自旋轨道力矩效率提高了 20 倍以上，从而显著降低了翻转电流密度。此外，我们展示了由破坏对称性的非共线磁结构引起的无外加磁场的电流诱导磁化翻转。我们的工作确立了磁性绝缘体作为低功耗自旋电子器件替代平台的可行性。
引用
@article{arxiv.2404.00845,
title = {Harnessing Interlayer Magnetic Coupling for Efficient, Field-Free Current-Induced Magnetization Switching in a Magnetic Insulator},
author = {Leran Wang and Alejandro O. Leon and Wenqing He and Zhongyu Liang and Xiaohan Li and Xiaoxiao Fang and Wenyun Yang and Licong Peng and Jinbo Yang and Caihua Wan and Gerrit E. W. Bauer and Zhaochu Luo},
journal= {arXiv preprint arXiv:2404.00845},
year = {2024}
}