铂氧化物体系中的自旋轨道转矩机制
介观与纳米尺度物理
2022-04-05 v1 材料科学
摘要
自旋轨道转矩（SOT）磁随机存取存储器（MRAM）在实现快速、非易失性存储系统方面已展现出可喜成果。将 SOT-MRAM 的重金属（HM）层氧化已被提出作为一种提高其能效的方法。但由于 HM 氧化焓较低导致难以控制氧化，结果差异很大。在此，我们通过对 HM 层进行渐进氧化处理，使化学结构与堆栈物理性质的关联得以建立，从而调和了这些差异。我们选择 Pt 作为 HM 层，因其具有强 SOT 且其氧化物形成焓较低。我们发现了 FM/HM 界面处的氧化物反转层证据：氧被吸入 FM 中，而 HM 在界面附近保持金属性。我们进一步证明氧在 FM 层体内迁移而非富集于界面。因此，我们发现与完全金属结构相比，SOT 的本征大小未发生改变。先前报道的 SOT 表观增强并非铂氧化物所固有，而是源于氧化引起的系统性变化。
引用
@article{arxiv.2112.07034,
title = {Mechanism of Spin-Orbit Torques in Platinum Oxide Systems},
author = {Jayshankar Nath and Alexandru Vladimir Trifu and Mihai Sebastian Gabor and Ali Hallal and Stephane Auffret and Sebastien Labau and Aymen Mahjoub and Edmond Chan and Avinash Kumar Chaurasiya and Amrit Kumar Mondal and Haozhe Yang and Eva Schmoranzerova and Mohamed Ali Nsibi and Isabelle Joumard and Anjan Barman and Bernard Pelissier and Mairbek Chshiev and Gilles Gaudin and Ioan Mihai Miron},
journal= {arXiv preprint arXiv:2112.07034},
year = {2022}
}
备注
13 pages, 3 figures + Supplementary Information (15 pages, 16 figures)