Impact de la cristallinité sur la génération de couples orbitaux dans les ferromagnétiques

Nous étudions l'impact de la cristallinité sur la génération de couples orbitaux dans le Ni, qui est prédit pour montrer la réponse orbitale la plus forte parmi les métaux ferromagnétiques 3d conventionnels. Nous montrons que les couples induits par le courant dans les bilayers Hf/Ni sont principalement dominés par le couple orbital, résultant de l'effet Hall orbital dans la couche Hf. Nous constatons que l'efficacité du couple orbital est améliorée d'un facteur 2 lorsque l'ordre d'empilement du bilayer Hf/Ni est modifié. En examinant les propriétés structurelles en vrac et interfaciales des couches Ni et Hf, et en quantifiant l'efficacité du couple dans un trilayer symétrique Hf/Ni/Hf, nous montrons que l'efficacité du couple orbital dépend fortement de la cristallinité de la couche Ni. Cette dépendance contraste fortement avec les couples spin-orbit conventionnels, qui résultent de l'effet Hall de spin et sont généralement insensibles à la cristallinité de la couche ferromagnétique. Ces résultats mettent en évidence le rôle significatif de la structure cristalline de la couche ferromagnétique dans sa réponse orbitale et illustrent le potentiel de l'ingénierie de la structure cristalline pour optimiser les couples orbitaux.