轨道扭矩驱动的巨型亚秒开关技术用于磁性隧道结
材料科学
2025-04-14 v1
摘要
轨道霍尔效应最近被发现为驱动磁矩的一种新型途径。然而，轨道霍尔效应在磁性存储器中的集成面临轨道-自旋转换效率低和与磁性隧道结不兼容的挑战。本文展示了一种基于 Ru/W 双层的轨道霍尔效应驱动的磁性隧道结，其中 Ru 层具有较强的轨道霍尔导电性，{\alpha}-W 层因其巨大的轨道-自旋扩散系数，实现了超过 90% 的轨道-自旋转换效率。通过利用巨型轨道扭矩，我们实现了 28.7 皮秒开关时间和相对于传统自旋轨道扭矩存储器的 5-8 倍驱动电压降低。我们的工作填补了轨道效应与磁性存储器应用之间的关键鸿沟，显著推进了自旋tronics 和 orbitronics 领域的发展。
引用
@article{arxiv.2504.08394,
title = {Giant Orbital Torque-driven Picosecond Switching in Magnetic Tunnel Junctions},
author = {Yuxuan Yao and Chen Xiao and Xiaobai Ning and Wenlong Cai and Xianzeng Guo and Zongxia Guo and Kailin Yang and Danrong Xiong and Zhengjie Yan and Shiyang Lu and Hongchao Zhang and Siyuan Cheng and Renyou Xu and Dinghao Ma and Chao Wang and Zhaohao Wang and Daoqian Zhu and Kaihua Cao and Hongxi Liu and Aurélien Manchon and Weisheng Zhao},
journal= {arXiv preprint arXiv:2504.08394},
year = {2025}
}