具有二阶易轴磁各向异性贡献的全垂直磁隧道结中射频激发的宏自旋分析
计算物理
2019-09-09 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
通过宏自旋方法求解Landau-Lifshitz-Gilbert方程，数值研究了适用于存储应用的全垂直磁隧道结（pMTJs）中诱导稳态激发的场和电压条件。模拟中考虑了类阻尼和类场自旋转移矩项，以及最近在基于MgO的pMTJs中揭示的二阶单轴各向异性项（K2）的贡献。面内施加的磁场平衡了pMTJ的面外对称性，并允许信号检测。利用该模型，我们评估了自由层磁化状态随K2强度和外加场极角theta_H（从90度变化到60度）的变化。存在两种稳定状态，即磁化在层面内或面外，以及两种具有自持振荡的动态状态，称为面内进动态（IPP）或面外进动态（OPP）。IPP模式，振荡频率高达7 GHz，仅在theta_H = 90度且电压为正时出现。然而，当场略微倾斜出面外时，它表现出更复杂的分布。OPP模式仅在考虑K2时被激发，并达到15 GHz的最大振荡频率。当施加略微向面外方向倾斜的外场时，对于较强的类场矩和K2值，可获得大面积的高频动态状态。非零温度不改变相图，但显著降低了功率谱密度峰值幅度。
引用
@article{arxiv.1909.02926,
title = {Macrospin analysis of RF excitations within fully perpendicular magnetic tunnel junctions with second order easy-axis magnetic anisotropy contribution},
author = {Alexandru Atitoaie and Ioana Firastrau and Liliana D. Buda-Prejbeanu and Ursula Ebels and Marius Volmer},
journal= {arXiv preprint arXiv:1909.02926},
year = {2019}
}
备注
31 pages with figures and figure captions, 5 figures, article