形状各向异性实现垂直纳米磁体无场开关
介观与纳米尺度物理
2025-10-31 v1 应用物理
摘要
自旋轨道力矩-磁随机存取存储器（SOT-MRAM）正在被开发为取代自旋传递力矩 MRAM（STT-MRAM）的下一代存储器，因其在可靠性和读写速度等指标上具有优势。SOT-MRAM 单元中重金属/磁性层双层结构的垂直磁化铁磁体的 SOT 开关需要额外的外部磁场来支持重金属产生的自旋轨道力矩以实现确定性开关。若能生成内部磁场以打破开关对称性，可克服这一复杂性。我们实验证明，通过工程化磁性体的形状，可生成能够打破开关对称性的内部磁场，从而实现由自旋轨道力矩引起的确定性开关。我们制作了夹在铱上方的三角形硬磁铬纳米磁体，并通过纳秒级电压脉冲实现了在两个稳定磁化状态之间的无外部磁场自由开关。实验结果与所提出几何结构的微磁模拟结果一致。
引用
@article{arxiv.2504.01634,
title = {Shape Anisotropy Enabled Field Free Switching of Perpendicular Nanomagnets},
author = {Akanksha Chouhan and Heston A. Mendonca and Abhishek Erram and Ashwin A. Tulapurkar},
journal= {arXiv preprint arXiv:2504.01634},
year = {2025}
}