自旋转移矩 regime 下金属异质结构中的大单向磁电阻

在室温下,W/CoFeB 金属双层异质结构中发现了大小为 UMR/$R_{xx}\sim$ $0.36\%$ 的大单向磁电阻(UMR)。根据 UMR 比对电流的依赖关系,确定了三种不同 regime:小电流密度 $J \sim$ $10$$^{9}$A/m$^{2}$ 下的自旋依赖散射机制 regime(UMR 比 $\propto$ $J$)、中间 $J \sim$ $10$$^{10}$A/m$^{2}$ 下的自旋-磁子相互作用机制 regime(UMR 比 $\propto$ $J$$^{3}$),以及 $J \sim$ $10$$^{11}$A/m$^{2}$ 下的自旋转移矩(STT)regime(UMR 比与 $J$ 无关)。通过场依赖与电流依赖的 UMR 表征,我们验证了该大 UMR 与从 W 层到 CoFeB 层的自旋角动量转移之间的直接关联。数值模拟进一步证实,大 STT-UMR 源于受自旋霍尔效应诱导的自旋转移矩影响的磁化倾斜。本文还提出了一种从磁性异质结构估算阻尼类自旋矩效率的替代方法。