通过界面Ta和V合金化在\beta-W/CoFeB异质结构中调控自旋轨道力矩
材料科学
2021-06-11 v1
摘要
自旋轨道力矩表现为在非磁性普通金属与铁磁体界面处积累的自旋极化矩，是一种极具前景的自旋电子器件磁化翻转机制。为在实用中充分利用此效应，具有高自旋霍尔角（即电荷-自旋转换效率）的材料不可或缺。迄今，设计新型非磁性金属合金的尝试甚少。此外，新材料需与半导体工艺兼容。此处我们引入W-Ta和W-V合金，并将其部署于-W/CoFeB层间界面。首先，通过第一性原理能带计算得到了不同组分的W-Ta和W-V结构的自旋霍尔电导率，预测W-V合金的自旋霍尔电导率由W的 S/cm提升至 S/cm。随后，实验制备了异质结构并表征了自旋轨道力矩性质。通过在-W中以20 at%浓度掺V合金化，我们观察到自旋霍尔电导率绝对值大幅增强，达 S/cm。借助X射线衍射和扫描透射电子显微镜，我们进一步解释自旋轨道力矩效率的增强源于W与CoFeB之间的W-V合金。
引用
@article{arxiv.2106.05460,
title = {Spin-Orbit Torque Engineering in \beta-W/CoFeB Heterostructures via Ta and V Alloying at Interfaces},
author = {Gyu Won Kim and Do Duc Cuong and Yong Jin Kim and In Ho Cha and Taehyun Kim and Min Hyeok Lee and OukJae Lee and Hionsuck Baik and Soon Cheol Hong and Sonny H. Rhim and Young Keun Kim},
journal= {arXiv preprint arXiv:2106.05460},
year = {2021}
}