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Enhancing Perpendicular Magnetic Anisotropy in Garnet Ferrimagnet by Interfacing with Few-Layer WTe2
Nano Letters ( IF 9.6 ) Pub Date : 2022-01-31 , DOI: 10.1021/acs.nanolett.1c04237 Guanzhong Wu 1 , Dongying Wang 1 , Nishchhal Verma 1 , Rahul Rao 2 , Yang Cheng 1 , Side Guo 1 , Guixin Cao 1 , Kenji Watanabe 3 , Takashi Taniguchi 4 , Chun Ning Lau 1 , Fengyuan Yang 1 , Mohit Randeria 1 , Marc Bockrath 1 , P Chris Hammel 1
Nano Letters ( IF 9.6 ) Pub Date : 2022-01-31 , DOI: 10.1021/acs.nanolett.1c04237 Guanzhong Wu 1 , Dongying Wang 1 , Nishchhal Verma 1 , Rahul Rao 2 , Yang Cheng 1 , Side Guo 1 , Guixin Cao 1 , Kenji Watanabe 3 , Takashi Taniguchi 4 , Chun Ning Lau 1 , Fengyuan Yang 1 , Mohit Randeria 1 , Marc Bockrath 1 , P Chris Hammel 1
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Engineering magnetic anisotropy in a ferro- or ferrimagnetic (FM) thin film is crucial in a spintronic device. One way to modify the magnetic anisotropy is through the surface of the FM thin film. Here, we report the emergence of a perpendicular magnetic anisotropy (PMA) induced by interfacial interactions in a heterostructure comprised of a garnet ferrimagnet, Y3Fe5O12 (YIG), and a low-symmetry, high spin-orbit coupling (SOC) transition metal dichalcogenide, WTe2. At the same time, we also observed an enhancement in Gilbert damping in the WTe2-covered YIG area. Both the magnitude of interface-induced PMA and the Gilbert damping enhancement have no observable WTe2 thickness dependence down to a single quadruple layer, indicating that the interfacial interaction plays a critical role. The ability of WTe2 to enhance the PMA in FM thin film, combined with its previously reported capability to generate out-of-plane damping like spin torque, makes it desirable for magnetic memory applications.
中文翻译：
通过与少层 WTe2 接口增强石榴石铁磁石中的垂直磁各向异性
铁磁或亚铁磁 (FM) 薄膜中的工程磁各向异性在自旋电子器件中至关重要。改变磁各向异性的一种方法是通过 FM 薄膜的表面。在这里，我们报告了由石榴石铁磁体、Y 3 Fe 5 O 12 (YIG) 和低对称性、高自旋轨道耦合 (SOC)组成的异质结构中的界面相互作用引起的垂直磁各向异性 (PMA) 的出现。) 过渡金属二硫化物，WTe 2。同时，我们还观察到 WTe 2覆盖的YIG 区域中吉尔伯特阻尼的增强。界面诱导 PMA 的幅度和吉尔伯特阻尼增强都没有可观察到的 WTe 2厚度依赖性下降到单个四层，表明界面相互作用起着关键作用。WTe 2增强 FM 薄膜中 PMA 的能力，结合其先前报道的产生平面外阻尼（如自旋扭矩）的能力，使其成为磁存储器应用的理想选择。
更新日期：2022-02-09
中文翻译：
通过与少层 WTe2 接口增强石榴石铁磁石中的垂直磁各向异性
铁磁或亚铁磁 (FM) 薄膜中的工程磁各向异性在自旋电子器件中至关重要。改变磁各向异性的一种方法是通过 FM 薄膜的表面。在这里，我们报告了由石榴石铁磁体、Y 3 Fe 5 O 12 (YIG) 和低对称性、高自旋轨道耦合 (SOC)组成的异质结构中的界面相互作用引起的垂直磁各向异性 (PMA) 的出现。) 过渡金属二硫化物，WTe 2。同时，我们还观察到 WTe 2覆盖的YIG 区域中吉尔伯特阻尼的增强。界面诱导 PMA 的幅度和吉尔伯特阻尼增强都没有可观察到的 WTe 2厚度依赖性下降到单个四层，表明界面相互作用起着关键作用。WTe 2增强 FM 薄膜中 PMA 的能力，结合其先前报道的产生平面外阻尼（如自旋扭矩）的能力，使其成为磁存储器应用的理想选择。
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