源自三维 Rashba 衬底的界面磁各向异性

我们研究了薄膜铁磁体与三维 Rashba 材料界面处产生的磁各向异性。三维 Rashba 材料的特征由自旋轨道耦合强度 $\alpha$ 和体反演对称性破缺方向 $\hat n$ 描述。我们发现存在一个沿 $\hat{z}\times\hat{n}$ 方向的面内单轴各向异性，其中 $\hat z$ 为界面法线。对于实际的 $\alpha$ 值，该单轴各向异性的量级与体磁晶各向异性相当。通过对一维简化模型评估单轴各向异性发现，在小能带填充情况下，面内易轴各向异性按 $\alpha^4$ 缩放，并源于三维 Rashba 材料中的自旋与铁磁体之间的扭曲交换相互作用。对于铁电三维 Rashba 材料，$\hat n$ 可通过电场调控，我们提出界面磁各向异性可为磁取向的电控提供一种机制。