Orbital-to-spin Conversion in Ti/Pt/CoFeB Trilayer Structures

최근 궤도 홀 효과(orbital Hall effect)가 스핀 홀 효과(spin Hall effect)의 원인으로 널리 인정을 받으면서 스핀트로닉스(spintronics) 업계는 궤도 홀 효과를 이용할 방법을 찾고 있다. 본 연구에서는 궤도 홀 효과를 통해 생성된 궤도 전류(orbital current)를 Ti/Pt/CoFeB 삼중층 구조에서 궤도-스핀 전환(orbital-to-spin conversion)을 통해 제어하였다. 여기서 Ti는 궤도 홀 효과를 통해 궤도 전류를 생성하고, Pt는 강한 스핀-궤도 결합(spin-orbit coupling)으로 궤도 전류를 스핀 전류로 변환하는 역할을 한다. 우리는 다양한 두께의 Ti와 Pt를 조합하여 발생하는 스핀궤도토크를 통해 궤도-스핀-전환이 유의미한 결과를 나타냄을 알 수 있었다. 이 연구는 적절한 조합의 다층 구조를 이용하면 궤도 홀 효과가 궤도-스핀-전환을 통해 자성 소자를 조작하는데 효과적일 수 있음을 보여준다.