通过来自轻金属钛的轨道电流操控磁化
材料科学
2025-04-08 v1
摘要
轨道霍尔效应由于不依赖于自旋-轨道耦合，最近作为电气操控薄膜铁磁体磁化的有前景的机制而逐渐受到关注。尽管存在这种潜力，但直接观察由轨道电流驱动的磁化开关仍然具有挑战性，主要因为轨道角动量与基于局部自旋的磁矩之间不存在直接的交换耦合。本研究提出一种补偿设计，以直接探测在最具前景的轻金属钛(Ti)中轨道电流的贡献，其中对称的层状结构允许消去净自旋电流。通过改变钛层的厚度，我们演示了能够控制磁化开关极性的能力。我们推导出钛层的轨道电荷转换效率约为0.17。这一发现不仅确认了钛中存在轨道霍尔效应，而且表明轨道电流可能是开发具有增强性能和可扩展性的能源效率磁性器件的有前景的候选方案。
引用
@article{arxiv.2504.04399,
title = {Manipulating magnetization by orbital current from a light metal Ti},
author = {Dongxing Zheng and Jingkai Xu and Fatimah Alsayafi and Sachin Krishnia and Dongwook Go and Duc Tran and Tao Yang and Yan Li and Yinchang Ma and Chen Liu and Meng Tang and Aitian Chen and Hanin Algaidi and Hao Wu and Kai Liu and Yuriy Mokrousov and Mathias Kläui and Udo Schwingenschlögl and Xixiang Zhang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2504.04399},
year = {2025}
}