用于极快自旋轨道电子学的补偿型磁性绝缘体
材料科学
2019-12-05 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
快速自旋动力学为未来通信与存储技术提供了诸多机遇。最具前景的例子之一是畴壁（DW）赛道存储器。为实现快速器件性能，自然需要畴壁的高速运动，这使得反铁磁体（AFM）与补偿型亚铁磁体（FIM）成为有前景的材料。尽管在 AFM 中控制与探测畴壁动力学仍具挑战，但在金属性 FIM 中已证实畴壁速度可达约 1500 m/s。然而，金属性 FIM 中畴壁速度受传导电子磁阻尼抑制，这促使我们探究在不存在传导电子的绝缘性 FIM 中畴壁能运动多快。本工作中，通过合成具有垂直磁各向异性的补偿型 FIM 绝缘体 Gd3Fe5O12 薄膜，我们证明在 Gd3Fe5O12/Pt 赛道上由自旋轨道转矩（SOT）诱导的畴壁运动速度可达 6000 m/s。我们的结果表明，得益于磁性绝缘体固有的小阻尼，在补偿型 FIM 绝缘体中可实现异常快速的畴壁运动，这有望通过引入绝缘补偿型 FIM 作为一种新材料平台，推动新兴的超高速自旋电子逻辑与赛道存储器的发展。
引用
@article{arxiv.1912.01775,
title = {Compensated magnetic insulators for extremely fast spin-orbitronics},
author = {Heng-An Zhou and Yiqing Dong and Teng Xu and Kun Xu and Luis Sánchez-Tejerina and Le Zhao and You Ba and Pierluigi Gargiani and Manuel Valvidares and Yonggang Zhao and Mario Carpentieri and Oleg A. Tretiakov and Xiaoyan Zhong and Giovanni Finocchio and Se Kwon Kim and Wanjun Jiang},
journal= {arXiv preprint arXiv:1912.01775},
year = {2019}
}
备注
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