在斜切衬底上生长的 CoPt 层实现全尺度无场自旋轨道翻转
材料科学
2023-06-06 v1
摘要
简单、可靠且无场的自旋轨道转矩(SOT)诱导磁化翻转,是发展电可控自旋电子器件的关键要素。近来,CoPt 单层的 SOT 诱导确定性翻转备受关注,因为相较于铁磁体/重金属双层结构,它可简化结构并为 SOT 器件设计增添新灵活性。遗憾的是,在当今所用的无场翻转策略下,CoPt 层的翻转常是部分的,这为其实际应用设置了主要障碍。本研究中,通过在斜切衬底上生长 CoPt,我们实现了 CoPt 层的全尺度(100% 翻转比)无场翻转。我们证明,当在斜切衬底上生长时,CoPt 的磁易轴可从膜面法向倾斜;Dzyaloshinskii Moriya 相互作用(DMI)的强度也会随之被调节。微磁模拟进一步揭示,无场翻转源于斜切衬底诱导的倾斜磁各向异性,而 DMI 的增强有助于降低临界翻转电流。此外,我们还发现斜切衬底亦可增强 SOT 效率。凭借此类简单结构、全尺度翻转、可调 DMI 与 SOT 效率,我们的结果为设计 SOT-MRAM 与未来自旋电子器件提供了新旋钮。
引用
@article{arxiv.2306.02616,
title = {Full-scale field-free spin-orbit switching of the CoPt layer grown on vicinal substrates},
author = {Luo Yongming and Liang Mengfan and Feng Zhongshu and Chen Haoran and Jiang Nan and Chen Jianhui and Yuan Mingyue and Zhang Jingcang and Cheng Yifeng and Sun Lu and Bai Ru and Miao Xiaohe and Wang Ningning and Wu Yizheng and Che Renchao},
journal= {arXiv preprint arXiv:2306.02616},
year = {2023}
}