非晶拓扑绝缘Gd合金化BixSe1-x/CoFeB双层膜中的室温自旋-电荷转换
材料科学
2023-08-01 v9
摘要
无序拓扑绝缘体（TI）薄膜因兼具TI奇异输运特性和溅射批量生产的优势而受到广泛关注。在此，我们报道了通过溅射制备的非晶Gd合金化BixSe1-x（BSG）/CoFeB双层膜中自旋-电荷转换（SCC）的明确证据，这可能与非晶TI表面态有关。我们采用两种方法研究具有不同BSG厚度的BSG/CoFeB(5 nm)双层膜中的SCC。首先，利用自旋泵浦在CoFeB中产生自旋流并通过逆Edelstein效应检测SCC。在6 nm厚的BSG样品中测得最大SCC效率（SCE）达0.035 nm，且随tBSG增大因BSG表面粗糙度增加而强烈衰减。第二种方法是太赫兹时域光谱，其揭示了SCE对tBSG的弱依赖性，验证了与纯界面态相关的SCC的发生。此外，我们的角分辨光电子能谱数据显示出贯穿体带隙直至费米能级的色散二维表面态，加强了非晶TI态导致SCC的可能性。我们的研究为在非晶固体中寻找拓扑系统提供了新实验方向。
引用
@article{arxiv.1911.03323,
title = {Room Temperature Spin to Charge Conversion in Amorphous Topological Insulating Gd-Alloyed BixSe1-x/CoFeB Bilayers},
author = {Protyush Sahu and Yifei Yang and Yihong Fan and Henri Jaffres and Jun-Yang Chen and Xavier Devaux and Yannick Fagot-Revurat and Sylvie Migot and Enzo Rongione and Sukdheep Dhillon and Tongxin Chen and Pambiang Abel Dainone and Jean-Marie George and Yuan Lu and Jian-Ping Wang},
journal= {arXiv preprint arXiv:1911.03323},
year = {2023}
}