层状反铁磁绝缘体 NiPS$_3$/铁磁体双层结构中的大界面自旋轨道力矩
介观与纳米尺度物理
2020-08-31 v3
摘要
寻找高效操控磁比特的方法是自旋电子学研究的核心目标之一。电学产生的自旋轨道力矩（SOTs）是实现此目标的良好候选者，近年来寻找能够产生高效 SOTs 的材料已获得大量关注。虽然反铁磁体/铁磁体双层结构已被广泛用于被动应用（例如利用交换偏置场），但其主动特性尚未被广泛利用。本文中，我们展示了在铁磁体与二维层状反铁磁绝缘体 NiPS 的双层中存在大的界面 SOTs。我们观察到大的面内阻尼型界面力矩，其力矩电导率在室温下仍达到 ，可与文献中报道的基于标准重金属和拓扑绝缘体的最佳器件相媲美。此外，我们的器件还显示出源于 NiPS/铁磁体界面的面外场型力矩，进一步表明我们的结构中存在界面自旋轨道耦合。温度依赖测量显示，在低于 NiPS 的奈尔温度（）时，SOTs 随温度降低而增强，表明磁有序对我们测得的 SOTs 可能有影响。我们的发现展示了反铁磁绝缘体与二维材料在未来自旋电子学应用中的潜力。
引用
@article{arxiv.2005.01368,
title = {Large interfacial spin-orbit torques in layered antiferromagnetic insulator NiPS$_3$/ferromagnet bilayers},
author = {Casper F. Schippers and Henk J. M. Swagten and Marcos H. D. Guimarães},
journal= {arXiv preprint arXiv:2005.01368},
year = {2020}
}
备注
19 pages, 3 figures, 1 table. Changed units of the torque normalized by the electric field from $\mathrm{\mu m \, T/V}$ to $\mathrm{nm \, T/V}$