利用六方氮化硼中的自旋系综可视化全范德华自旋轨道力矩系统的无场确定性磁切换
介观与纳米尺度物理
2025-02-10 v1
摘要
最近，嵌入范德华（van der Waals, vdW）晶体中的光学活性自旋缺陷已成为探索前沿材料科学和量子物理的变革性量子传感平台。利用优异的固态可集成性，这类新型自旋缺陷可以在 vdW 异质结构中以可控的纳米级邻近度排列在目标材料附近，展现出提升当前传感技术空间分辨率和场灵敏度的巨大潜力。基于这一最先进的测量平台，本文报告了在全 vdW 自旋轨道力矩（Spin-Orbit Torque, SOT）系统中，基于六方氮化硼的量子成像技术对室温二维磁体 Fe3GaTe2 的无场确定性磁切换的观测。通过可视化不同条件下 SOT 驱动的纳米级 Fe3GaTe2 磁杂散场分布的变化，我们揭示了所观察到的磁切换如何由于面外自旋、面内自旋和焦耳热之间的相互作用而从确定性行为演变为非确定性行为。这种通过常规输运测量难以获得的深入理解，为下一代 vdW 自旋电子学器件的材料设计、测试和评估提供了宝贵见解。
引用
@article{arxiv.2502.04561,
title = {Visualizing Field-free Deterministic Magnetic Switching of all-van der Waals Spin-Orbit Torque System Using Spin Ensembles in Hexagonal Boron Nitride},
author = {Xi Zhang and Jingcheng Zhou and Chaowei Hu and Kuangyin Deng and Chuangtang Wang and Nishkarsh Agarwal and Hanshang Jin and Faris A. Al-Matouq and Stelo Xu and Roshan S. Trivedi and Senlei Li and Sumedh Rathi and Hanyi Lu and Zhigang Jiang and Valentin Taufour and Robert Hovden and Liuyan Zhao and Ran Cheng and Xiaodong Xu and Jiun-Haw Chu and Chunhui Rita Du and Hailong Wang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2502.04561},
year = {2025}
}
备注
13 pages, 4 figures