具有混合自由层结构的磁隧道结中的巨绝热自旋力矩
介观与纳米尺度物理
2009-08-24 v1 材料科学
摘要
自旋转移力矩(STT)的发现推动了自旋电子学器件的重大发展。为了提升磁隧道结(MTJ)的性能并理解自旋转移力矩的基本物理机制，人们研究了新型结构和材料。绝热自旋力矩效应源于磁性质的空间非均匀性，已在理论上被预测并在磁性纳米线中实验验证。然而，由于在传统MTJ中该效应极其微弱，这一重要的自旋力矩在磁隧道结中鲜受关注。本文首次报道了具有混合自由层结构的MTJ器件中的巨绝热自旋力矩。通过在混合自由层中沿电流方向引入空间磁非均匀性，实现了巨绝热自旋力矩的产生。观测发现，巨绝热自旋力矩能显著促进MTJ器件中的电流诱导翻转过程：绝热自旋力矩可大于面内自旋力矩，从而允许在不同偏置场下用单极性电流实现翻转。此外，与空间非均匀性水平成正比的绝热自旋力矩在翻转过程中增大。数值模拟证实了所观测到的效应。这些结果对未来高密度STT-MRAM器件具有深远影响。
引用
@article{arxiv.0908.3050,
title = {Giant adiabatic spin torque in magnetic tunnel junctions with a hybrid free layer structure},
author = {Xiaofeng Yao and Yisong Zhang and Andrew Lyle and Roger Malmhall and Rajiv Ranjan and Lei Lu and Mingzhong Wu and Hao Wang and Ying Jing and Jian-Ping Wang},
journal= {arXiv preprint arXiv:0908.3050},
year = {2009}
}
备注
Total 26 pages with 7 figures. Submitted to Nature Materials, June 25th 2009