TaOx/Pt异质结

磁化翻转电流降12倍

梯度氧化Ta诱导的轨道流大幅增强自旋轨道矩,在低电流下实现磁化翻转。

Xu, Xinkai · 张岱南 · 廖志敏 · 严鹏 · 张磊 · Zhiyong, Zhong · 白飞明 · 张怀武 · 金立川

Small 2024

参数信息

SOT效率提升
1200 %
临界电流密度
1.08 10⁶ A cm⁻²
电流密度降低倍数
12

技术优势

SOT效率大增

梯度氧化Ta通过轨道Rashba-Edelstein效应产生巨大轨道流,使SOT效率比Pt提高约1200%,远超未氧化前的600%。

翻转电流降12倍

利用巨大轨道流,将电流诱导磁化翻转的临界电流密度降至2.26–1.08×10⁶ A cm⁻²,比使用Pt时降低12倍。

自旋-电荷转换强

在YIG/Pt/TaOx结构中观察到大的自旋-电荷转换效率,归因于逆轨道Rashba-Edelstein效应,有利于自旋泵浦和电检测。

应用场景