Py/范德瓦尔斯异质结构中与面外自旋极化相关的场型自旋轨道扭矩

《Scientific Reports》：Field-like spin-orbit torque associated with out-of-plane spin polarization in Py/van der Waals heterostructures

　　

摘要

低对称性范德瓦尔斯材料近来被视为在传统自旋霍尔效应框架之外产生非常规自旋轨道扭矩的理想平台。在此，我们利用角分辨自旋扭矩铁磁共振技术，对Py/WTe₂和Py/MoTe₂异质结构中与面外（z极化）自旋极化相关的场状扭矩（\(\:{\tau\:}_{FLT}\)）进行了实验观测。通过角对称性分析，我们可以明确区分不同方向的扭矩分量，结果发现z极化的\(\:{\tau\:}_{FLT}\)其数值与传统的面内阻尼型扭矩（\(\:{\tau\:}_{DLT}\)）相当。进一步的宏观自旋模拟表明，由于存在z极化的\(\:{\tau\:}_{FLT}\)，这些异质结构中的面内磁化能够实现快速切换，这一特性不同于传统的重金属基系统。我们的实验和模拟结果表明，基于低对称性范德瓦尔斯材料的异质结构是产生较强面外自旋轨道扭矩以及有效控制面内磁化的理想选择。