界面工程实现拓扑绝缘体上磁性绝缘体的低温生长
材料科学
2022-11-08 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
在异质结构中结合拓扑绝缘体（TI）与磁性材料对推进自旋电子学至关重要。磁性绝缘体（MI）可使用自旋喷涂工艺沉积在 TI 上，这是一种独特的非真空、低温生长工艺。TI 具有高度反应性的表面，暴露于大气时会氧化，使得在 TI 上生长自旋喷涂铁氧体具有挑战性。本工作表明，在 TI 上覆盖薄钛层，随后在大气中氧化生成薄 TiOx 界面层，可保护 TI 表面，且不会显著损害磁性材料经 TiOx 到 TI 表面态的自旋传输。首先，在 Bi2Te3/TiOx/Ni80Fe20 异质结构中证明 TiOx 对磁性物质扩散提供了优异的阻挡，同时保持了大的自旋泵浦效应。其次，TiOx 也用作 Bi2Te3 上的保护覆盖层，随后自旋喷涂生长 MI，即 NixZnyFe2O4（NZFO）。对于最薄的 TiOx 阻挡层，Bi2Te3/TiOx/NZFO 样品因扩散具有 AFM 无序界面层。随着 TiOx 阻挡层厚度增加，扩散减少，但仍保持强界面自旋泵浦相互作用。这些实验结果展示了一种由界面工程实现的 TI 上磁性绝缘体低温生长的新方法。
引用
@article{arxiv.2208.00499,
title = {Interface Engineering Enabled Low Temperature Growth of Magnetic Insulator on Topological Insulator},
author = {Nirjhar Bhattacharjee and Krishnamurthy Mahalingam and Alexandria Will-Cole and Yuyi Wei and Adrian Fedorko and Cynthia T. Bowers and Michael Page and Michael McConney and Don Heiman and Nian Xiang Sun},
journal= {arXiv preprint arXiv:2208.00499},
year = {2022}
}
备注
40 pages, 10 figures