PtCo/Cu双层膜中自旋涡度耦合驱动的高效磁化翻转
凝聚态物理—6163银河线路检测中心论坛 2026年第 9期(No.650 since 2001)
摘要 (Abstract) :
在自旋电子学中,电荷流与自旋流的相互转换是重要的研究课题,利用自旋流驱动磁性层的磁化翻转是当前的研究前沿和热点。传统自旋轨道力矩器件通常依赖于重金属(如Ta、Pt、W等)的自旋霍尔效应来实现电荷流到自旋流的转变,而近年来,轨道流及其轨道矩,以及自旋涡度耦合效应引起了广泛关注。本研究旨在探索能否利用自旋涡度耦合效应驱动磁化翻转。我们在PtCo/Cu双层膜中发现了巨大的类阻尼轨道矩效率,随Cu厚度增加最高达18×10⁵ (Ωm)⁻¹,比典型Ta系材料高两个数量级,同时驱动CoPt磁化翻转的临界电场显著降低。实验和理论表明,该超高效率源于Cu与PtCo层电子的面内迁移率在膜厚方向的梯度引起的自旋涡度耦合。本研究填补了利用自旋涡度耦合实现磁化翻转的空白,为低功耗自旋电子器件提供了新路径。