全外延异质结构中的巨自旋轨道转矩效率
材料科学
2021-04-20 v1
摘要
磁异质结构中巨大的反阻尼自旋轨道转矩(SOT)效率是实现高能效基于自旋转矩的磁存储器与逻辑器件的先决条件。当电流通过非磁性层时,该效率可由反阻尼转矩产生的自旋轨道场来表征。我们报道了在beta-W与Co60Fe40(Ni81Fe19)/TiN外延结构中,由于类反阻尼转矩,在施加电流密度1 MAcm-2下产生48.96(27.50) mT的巨自旋轨道场,从而实现低至1.68(3.27) MAcm-2的磁化自振荡电流密度。自旋轨道场值随beta-W层厚度减小而增大,这证实了外延表面态是产生异常高效率的原因。通过Kerr显微镜展示了在所研究的20x100 um2大结构中由SOT诱导的高能效面内磁化翻转,且微磁模拟结果支持了上述发现。所研究的全外延异质结构中观测到的巨大SOT效率可与拓扑绝缘体报道的数值相比拟。这些结果证实,利用外延材料组合,可使用半导体工业兼容的5d重金属实现异常大的SOT效率,这为 realization 高能效自旋逻辑器件提供了即时解决方案。
引用
@article{arxiv.2104.09168,
title = {Giant spin-orbit torque efficiency in all-epitaxial heterostructures},
author = {Nilamani Behera and Rahul Gupta and Sajid Husain and Jitendra Saha and Rajasekhar Pothala and Vineet Barwal and Vireshwar Mishra and Gabriella Andersson and Dinesh K. Pandya and Sujeet Chaudhary and Rimantas Brucas and Peter Svedlindh and Ankit Kumar},
journal= {arXiv preprint arXiv:2104.09168},
year = {2021}
}
备注
22 Pages, 5 Images