铱实现垂直磁隧道结器件的无场自旋轨道转矩翻转
应用物理
2019-11-25 v1 材料科学
摘要
利用自旋霍尔效应产生的自旋轨道转矩（SOTs）写入磁比特，为超快、低功耗磁阻随机存取存储器（MRAM）创造了新可能。对于垂直 MRAM，需要额外的面内磁场来打破对称性，以实现垂直存储层的确定性 SOT 写入。尽管已在外场自由垂直层 SOT 翻转方面展示了若干方案，但将其与垂直 MTJ 实际集成仍具挑战性。在此，我们实验演示了在不施加外磁场的情况下，利用自旋轨道转矩（SOTs）翻转垂直磁隧道结（MTJ）器件。采用 Ir 层兼具双重作用：通过自旋霍尔效应注入纯自旋流，并向 MTJ 的垂直自由层介导面内交换场。针对 50 nm 至 500 nm 不同尺寸的 MTJ，展示了具有脉冲写入路径电流的鲁棒无场 SOT 翻转。研究了 MTJ 尺寸与脉冲宽度对临界翻转电流的影响。结合微磁模拟深入分析了翻转动力学及热效应对翻转的影响。
引用
@article{arxiv.1911.05007,
title = {Iridium Enabled Field-free Spin-orbit Torque Switching of Perpendicular Magnetic Tunnel Junction Device},
author = {Yang Liu and Bing Zhou and Zhengkun Dai and Enbo Zhang and Jian-Gang Zhu},
journal= {arXiv preprint arXiv:1911.05007},
year = {2019}
}