自旋轨道扭矩应用的关键挑战在于探索一种能够产生平面外自旋同时表现出高自旋霍尔电导率的优秀自旋源。

新加坡国立大学Hyunsoo Yang和韩国科学技术院Kyung-Jin Lee等将高自旋电导率的PtTe₂和低晶体对称性的WTe₂相结合，以满足上述要求。

本文要点：

（1）

PtTe₂/WTe₂双层显示出高的平面内自旋霍尔电导率σ_s，y≈2.32×105×ħ/2eω^–1m^–1和平面外自旋霍尔电导率σ_s，z≈0.25×10⁵×ħ/2eω^–1m^–1，其中ħ是简化的普朗克常数，e是基本电荷的值。PtTe₂/WTe₂双层中的面外自旋能够在室温下在没有磁场的情况下确定性地切换垂直磁化，并且功耗比Pt对照情况下的功耗小67倍。高的面外自旋霍尔电导率归因于由WTe₂的晶体不对称性引起的从面内自旋到面外自旋的转换。

（2）

作者的工作建立了一种基于晶圆级二维范德华异质结构的低功耗垂直磁化操纵。

参考文献:

Wang, F., Shi, G., Kim, KW. et al. Field-free switching of perpendicular magnetization by two-dimensional PtTe2/WTe2 van der Waals heterostructures with high spin Hall conductivity. Nat. Mater. (2024).

DOI: 10.1038/s41563-023-01774-z

https://doi.org/10.1038/s41563-023-01774-z