磁性隧道结中的回跳效应：理论与实验的比较

我们报告了磁性隧道结中由自旋转移力矩引起的磁翻转和回跳效应。关于具有 MgO 隧道势垒的结中电流诱导翻转的实验数据显示，当电流方向有利于平行磁构型时，会出现磁化状态之间的随机来回翻转。该效应取决于势垒厚度 $t_b$，在势垒非常薄（$t_b$ $<$ 0.95 nm）的 MgO 隧道结中未观察到。基于宏观自旋模型，利用修正的 Landau-Lifshitz-Gilbert 方程描述磁化动力学，解释了翻转对偏置电压和势垒厚度的依赖性。数值模拟表明，面内和面外力矩分量之间的竞争在高偏置电压下可能导致非确定性翻转行为，这与实验观察一致。当势垒厚度减小时，跨越势垒的磁层之间的整体耦合变为铁磁性，从而抑制了回跳效应。