Terahertz pulse-induced Néel vector switching in α-Fe2O3/Pt heterostructures

太赫兹辐射 反铁磁性 异质结 材料科学 太赫兹时域光谱学 凝聚态物理 光电子学 脉搏(音乐) 切换时间 太赫兹光谱与技术 光学 物理 探测器
作者
Lin Huang,Yongjian Zhou,Hongsong Qiu,Tingwen Guo,Feng Pan,Biaobing Jin,Cheng Song
出处
期刊:Applied Physics Letters [American Institute of Physics]
卷期号:119 (21) 被引量:8
标识
DOI:10.1063/5.0070219
摘要

The increasing interest in antiferromagnetic electronics is driven by the vision of the operation in the terahertz regime and ultrahigh density memories. The use of a terahertz wave to scale up the writing speed to terahertz has been reported in the antiferromagnetic single layer CuMnAs with sublattice symmetry broken. Here, a reversible and reproducible switching in antiferromagnetic insulators α-Fe2O3 is achieved in α-Fe2O3/Pt heterostructures by a terahertz wave pulse, and the switching capability is consistent with the current pulse-induced switching counterpart. The temperature variation during the terahertz pulse is simulated by finite element simulation analysis, for extreme (∼1.5 ps) short terahertz pulses, the thermal effect can be negligible and the mechanism responsible for the terahertz pulse-induced antiferromagnetic switching points to the dampinglike spin–orbit torque. Our finding paves the way for the antiferromagnet/heavy metal bilayers for ultrahigh density memories and high-frequency devices up to terahertz operation.
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