由面外自旋极化驱动的高效畴壁运动
介观与纳米尺度物理
2023-03-16 v1
摘要
在具有垂直磁化的系统中实现快速畴壁运动，对于赛道存储器、畴壁逻辑器件与人工突触等诸多新型应用而言是必要的。在利用自旋转移矩实现电流驱动畴壁运动被证实后，畴壁速度已大幅提升，随后由于自旋霍尔效应与 Dzyaloshinskii-Moriya 相互作用 (DMI) 的联合效应又实现了一次飞跃。然而，在后一系统中仅能高效驱动 Neel 壁。在本文中，我们展示了利用具有面外自旋极化的类场转矩可高效移动 Bloch 与 Neel 两类畴壁，该面外自旋极化可在对称性降低的材料中产生。此外，我们发现由静磁能稳定的 Neel 壁与 Bloch 壁易被自旋轨道转矩扭曲，从而进入 Walker 击穿区。引入外磁场与 DMI 以稳定畴壁，并在 的中等电流密度下获得了超过 500 m/s 的极高畴壁速度。原则上，该机制可用于驱动任意类型的畴壁。因此，本工作为畴壁运动控制提供了新的自由度。
引用
@article{arxiv.2303.08378,
title = {Efficient domain wall motion driven by the out-of-plane spin polarization},
author = {Jingwei Long and Yumeng Yang and Shuyuan Shi and Xuanyao Fong and Gengchiau Liang and Zhifeng Zhu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2303.08378},
year = {2023}
}
备注
18 pages, 5 figures