通过调控氧诱导界面轨道杂化最大化 Ta(O)/Py 的自旋轨道转矩效率
材料科学
2022-09-07 v1 介观与纳米尺度物理
强关联电子
摘要
由界面 Rashba 效应和自旋霍尔效应引起的自旋轨道转矩已被广泛认为是一种比传统自旋转移转矩更具潜力且更高效来控制铁磁体磁化的方法。我们报道了通过调控 β 相钽的低氧化程度，在 Ta(O)/Ni81Fe19 双层膜中自旋轨道转矩效率的综合性研究，发现自旋霍尔角 θDL 从纯 Ta/Py 的约 -0.18 增加到氧化率为 7.8% 的 Ta(O)/Py 的最大值约 -0.30。此外，我们通过一系列 Py/Cu(0-2 nm)/Ta(O) 对照实验，分别区分了由体自旋霍尔效应和界面 Rashba 效应产生的自旋轨道转矩效率。后者有超过两倍的增强，并且在最佳氧化水平下甚至比前者更显著。我们的结果表明，效率 65% 的增强应与氧诱导的跨界面轨道杂化导致的界面类 Rashba 自旋轨道转矩的调控有关。我们的结果表明，通过氧诱导轨道杂化调控界面耦合可作为一种替代方法来提升电荷-自旋转换率。
引用
@article{arxiv.2010.12253,
title = {Maximizing spin-orbit torque efficiency of Ta(O)/Py via modulating oxygen-induced interface orbital hybridization},
author = {Liupeng Yang and Yining Fei and Kaiyuan Zhou and Lina Chen and Qingwei Fu and Liyuan Li and Cunjie Yan and Haotian Li and Youwei Du and Ronghua Liu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2010.12253},
year = {2022}
}
备注
15 pages, 4 figures