三端磁隧道结中自旋轨道转矩与自旋转移转矩开关的单次动力学
材料科学
2020-11-18 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
电流诱导的自旋转移转矩（STT）与自旋轨道转矩（SOT）实现了非易失性磁随机存取存储器中磁隧道结（MTJ）的电学开关。为开发更快的存储器件，需要改善电流驱动磁化动力学背后的时间尺度。在此我们报道了三端 MTJ 器件中由 SOT 驱动的磁化反转的全电学时间分辨测量。电流注入期间 MTJ 电阻的单次测量揭示，SOT 开关涉及一个随机两步过程，由畴成核时间与传播时间组成，其与 STT 开关相比具有不同的成因、时间尺度和统计分布。我们进一步表明，SOT、STT 与电压控制磁各向异性（VCMA）的结合导致了可复现的亚纳秒开关，其累积开关时间的散布小于 0.2 ns。我们的测量揭示了 SOT、STT 与 VCMA 在决定 MTJ 器件开关速度与效率方面的综合影响。
引用
@article{arxiv.2011.08709,
title = {Single-shot dynamics of spin-orbit torque and spin transfer torque switching in three-terminal magnetic tunnel junctions},
author = {Eva Grimaldi and Viola Krizakova and Giacomo Sala and Farrukh Yasin and Sébastien Couet and Gouri Sankar Kar and Kevin Garello and Pietro Gambardella},
journal= {arXiv preprint arXiv:2011.08709},
year = {2020}
}