通过电流调制 FeCoB 纳米磁性材料的磁各向异性与自旋轨道相互作用

我们提出了一种新方法，用于测量电流对纳米磁性材料磁各向异性和自旋轨道相互作用强度的调制。我们的系统化研究探索了这些性质在不同结构、成分和尺寸的纳米磁性材料中的电流依赖性，提供了对这一效应复杂物理起源的前所未有的见解。我们确定了观察到的电流调制的两种不同贡献：一种与电流成正比，另一种与电流平方成正比。平方电流贡献源于自旋轨道效应，独特地随着界面数量的增加而积累强度，在多层纳米磁性材料中导致对磁各向异性和自旋轨道相互作用的电流调制异常大。相反，线性电流贡献源于普通 Hall 效应和异常 Hall 效应，在不同界面处呈现相反的极性，仅在非对称单层纳米磁性材料中具有显著意义。平方电流贡献导致磁各向异性场变化显著，达到典型 MRAM 记录电流下的 30-50%，导致热激发磁化翻转和数据记录。线性电流贡献虽较小，但有效用于参数化磁化翻转，为通过共振机制实现高效数据记录提供了足够的调制。该发现凸显了纳米尺度自旋积累和自旋动力学的复杂性，为进一步优化 MRAM 技术中的数据记录提供了机遇。