分子束外延生长的二维铁磁体/拓扑绝缘体异质结构中的自旋轨道转矩翻转
介观与纳米尺度物理
2023-02-03 v1
摘要
拓扑绝缘体（TIs）是一类有前景的材料，可通过自旋轨道转矩（SOT）机制操控相邻铁磁体（FM）的磁化。然而，当前将 TIs 与传统 FMs 结合的研究呈现出较大的器件间差异，导致 SOT 量级分布宽泛。已确认 TI 与 FM 之间的界面质量对 SOT 的性质与效率具有决定性影响。为优化 SOT 量级并实现超低功耗磁化翻转，原子级平滑界面是必要的。为此，我们开发了通过分子束外延生长完整范德瓦耳斯 FM/TI 异质结构的方法。选择补偿型 TI (Bi0.4Sb0.6)2Te3 与铁磁性 Fe3GeTe2（FGT），是因二者具有优异的结晶质量、BST 中低载流子浓度，以及 FGT 中相对较高的居里温度与垂直磁各向异性。我们利用详尽的谐波磁输运测量表征了 SOT 量级，并展示超薄 FGT 膜的磁化可由电流密度 Jc < 10^10 A/m^2 翻转。相较于先前采用传统 FMs 的研究，我们的发现高度可靠，器件间几乎无差异。
引用
@article{arxiv.2302.01101,
title = {Spin-orbit torque switching in 2D ferromagnet / topological insulator heterostructure grown by molecular beam epitaxy},
author = {Thomas Guillet and Regina V. Galcera and Juan F. Sierra and Marius V. Costache and Matthieu Jamet and Frédéric Bonell and Sergio O. Valenzuela},
journal= {arXiv preprint arXiv:2302.01101},
year = {2023}
}