Spin-Orbit Torques and Magnetization Switching in (Bi,Sb)2Te3/Fe3GeTe2 Heterostructures Grown by Molecular Beam Epitaxy
Guillet, Thomas (Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia)
Galceran, Regina (Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia)
Sierra, Juan F. (Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia)
Belarre, Francisco J. (Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia)
Ballesteros, Belén (Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia)
Costache, Marius Vasile (Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia)
Dosenovic, Djordje (Université Grenoble Alpes)
Okuno, Hanako (Université Grenoble Alpes)
Marty, Alain (Université Grenoble Alpes)
Jamet, Matthieu (Université Grenoble Alpes)
Bonell, Frédéric (Université Grenoble Alpes)
Valenzuela, Sergio O. (Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia)

Date:	2024
Abstract:	Topological insulators (TIs) hold promise for manipulating the magnetization of a ferromagnet (FM) through the spin-orbit torque (SOT) mechanism. However, integrating TIs with conventional FMs often leads to significant device-to-device variations and a broad distribution of SOT magnitudes. In this work, we present a scalable approach to grow a full van der Waals FM/TI heterostructure by molecular beam epitaxy, combining the charge-compensated TI (Bi,Sb)Te with 2D FM FeGeTe (FGT). Harmonic magnetotransport measurements reveal that the SOT efficiency exhibits a non-monotonic temperature dependence and experiences a substantial enhancement with a reduction of the FGT thickness to 2 monolayers. Our study further demonstrates that the magnetization of ultrathin FGT films can be switched with a current density of J ∼ 10 A/m, with minimal device-to-device variations compared to previous investigations involving traditional FMs.
Grants:	European Commission 881603 Agencia Estatal de Investigación PID2019-111773RB-I00 Agencia Estatal de Investigación PCI2021-122035-2A Agencia Estatal de Investigación PID2022-143162OB-I00 Agencia Estatal de Investigación CEX2021-001214-S European Commission 754510 European Commission 840588 Agencia Estatal de Investigación RYC2019-028368-I
Rights:	Aquest material està protegit per drets d'autor i/o drets afins. Podeu utilitzar aquest material en funció del que permet la legislació de drets d'autor i drets afins d'aplicació al vostre cas. Per a d'altres usos heu d'obtenir permís del(s) titular(s) de drets.
Language:	Anglès
Document:	Article ; recerca ; Versió acceptada per publicar
Published in:	Nano letters, Vol. 24, Issue 3 (January 2024) , p. 822-828, ISSN 1530-6992

DOI: 10.1021/acs.nanolett.3c03291

Postprint 6 p, 961.9 KB

The record appears in these collections:
Research literature > UAB research groups literature > Research Centres and Groups (research output) > Experimental sciences > Catalan Institute of Nanoscience and Nanotechnology (ICN2)
Articles > Research articles
Articles > Published articles