美国海军研究实验室的研究人员制备了一种具有弱的层间相互作用的Bi2Se3/Fe3GeTe2范德华异质结构，可提高自旋轨道转矩（SOT）效率并使临界电流密度最小化。

使用电学手段有效检测和控制磁性材料的自旋状态，对信息存储设备发展意义重大。利用拓扑绝缘体作为自旋产生层，通过自旋轨道转矩可切换铁磁体的磁化状态。但是，当拓扑绝缘体与传统块状铁磁性金属结合时，电荷转移和杂化耦合会破坏自旋织构，降低SOT效率。研究人员利用Bi2Se3和垂直各向异性的二维金属铁磁体Fe3GeTe2，制成了全范德华异质结构。首先，在蓝宝石衬底上沉积由（Bi0.5In0.5）2Se3和In2Se3组成的缓冲层；然后，利用分子束外延法生长Bi2Se3薄膜；随后，将Fe3GeTe2薄片直接剥离转移至Bi2Se3薄膜上，并沉积SiNx以防止Fe3GeTe2氧化。实验表明：这种异质结构的临界开关电流密度低至1.2×106 A/cm2；温度为5~150 K时，SOT效率为1.8±0.3~1.4±0.08，与目前最高水平相当。

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这种Bi2Se3/Fe3GeTe2范德华异质结构具有高的自旋轨道转矩效率的，可用于制造下一代低功耗非易失性存储器和自旋电子器件。

论文：Highly Efficient Spin−Orbit Torque Switching in Bi2Se3/Fe3GeTe2 van der Waals Heterostructures