全范德瓦耳斯异质结构中的自旋轨道转矩翻转

利用自旋轨道转矩（SOT）在铁磁体中实现电流诱导磁化控制，作为一种快速且高能效磁存储器件的新型机制已引起关注。高能效自旋电子器件需要具有大 SOT 效率（${\xi}$）和电导率（${\sigma}$）的自旋流源，以及穿过透明界面的高效自旋注入。在此，我们使用范德瓦耳斯（vdW）拓扑半金属 WTe$_2$ 和 vdW 铁磁体 Fe$_3$GeTe$_2$ 的单晶，在其具有原子级锐利界面的全 vdW 异质结构中满足上述要求。结果显示 WTe$_2$ 的 ${\xi}{\approx}4.6$ 和 ${\sigma}{\approx}2.25{\times}10^5 {\Omega}^{-1} m^{-1}$。此外，我们在 150 K 下获得了显著降低的 $3.90{\times}10^6 A/cm^2$ 翻转电流密度，比传统重金属/铁磁体薄膜小一个数量级。这些发现凸显，设计 vdW 型拓扑材料与磁体为基于 SOT 的自旋电子学中的高能效磁化控制提供了一条有前景的途径。