基于自旋轨道转矩的拓扑绝缘体-铁磁异质结构室温磁化翻转
材料科学
2018-02-07 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
具有自旋动量锁定拓扑表面态(TSS)的拓扑绝缘体(TIs)有望在TI/铁磁体系统中表现出巨大的自旋轨道转矩(SOT)。迄今为止，TI SOT驱动的磁化翻转仅在1.9 K下的Cr掺杂TI中有报道。在此，我们直接使用磁光克尔效应显微镜展示了Bi2Se3/NiFe异质结构在室温下的巨大SOT驱动磁化翻转。我们确定了在薄TI薄膜中~1-1.75的较大电荷到自旋转换效率，其中TSS占主导。此外，我们发现磁化翻转所需的电流密度极低，约6x10^5 A cm-2，比使用重金属的情况小一到两个数量级。我们对利用Bi2Se3实现常规3d铁磁体室温磁化翻转的演示，可能会带来基于TI的自旋电子学应用的潜在创新。
引用
@article{arxiv.1709.02159,
title = {Room temperature magnetization switching in topological insulator-ferromagnet heterostructures by spin-orbit torques},
author = {Yi Wang and Dapeng Zhu and Yang Wu and Yumeng Yang and Jiawei Yu and Rajagopalan Ramaswamy and Rahul Mishra and Shuyuan Shi and Mehrdad Elyasi and Kie-Leong Teo and Yihong Wu and Hyunsoo Yang},
journal= {arXiv preprint arXiv:1709.02159},
year = {2018}
}