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Perpendicular magnetization switching by large spin-orbit torques from sputtered Bi2Te3

Chinese Physics B 2020年第7期29卷 215-220页

作者： Zhenyi Zheng Yue Zhang Daoqian Zhu Kun Zhang Xueqiang Feng Yu He Lei Chen Zhizhong Zhang Dijun Liu Youguang Zhang pedram khalili amiri Weisheng Zhao Fert Beijing Research Institute BDBCSchool of MicroelectronicsBeihang UniversityBeijing 100191China School of Electronics and Information Engineering Beihang UniversityBeijing 100191China Department of Electrical and Computer Engineering Northwestern UniversityEvanstonIllinois 60208USA

Spin-orbit torque(SOT)effect is considered as an efficient way to switch the magnetization and can inspire various high-performance spintronic ***,topological insulators(TIs)have gained extensive attention,as they are demonstrated to maintain a large effective spin Hall angle(θeff SH),even at room ***,molecular beam epitaxy(MBE),as a precise deposition method,is required to guarantee favorable surface states of TIs,which hinders the prospect of TIs towards industrial *** this paper,we demonstrate that Bi2Te3 films grown by magnetron sputtering can provide a notable SOT effect in the heterostructure with perpendicular magnetic anisotropy CoTb ferrimagnetic *** harmonic Hall measurement,a high SOT efficiency(8.7±0.9 Oe/(10^9 A/m^2))and a largeθ^eff SH(3.3±0.3)are obtained at room ***,we also observe an ultra-low critical switching current density(9.7×10^9 A/m^2).Moreover,the low-power characteristic of the sputtered Bi2Te3 film is investigated by drawing a comparison with different sputtered SOT *** work may provide an alternative to leverage chalcogenides as a realistic and efficient SOT source in future spintronic devices.

关键词： spin-orbit torque sputtered topological insulator ferrimagnet magnetization switching

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