Landau-Lifshitz-Gilbert 方程中的自旋转移与自旋轨道力矩
计算物理
2022-11-23 v2 材料科学
摘要
自旋转移与自旋轨道力矩的动力学模拟对于包括磁随机存取存储器、自旋力矩纳米振荡器以及反铁磁体的电学翻转在内的广泛自旋电子器件日益重要。在此我们提出一种计算高效的方法，用于在微磁与原子模拟所用的 Landau-Lifshitz-Gilbert 方程中实现自旋转移与自旋轨道力矩。我们将不同种类力矩的各异术语整合简化为其物理作用与物理起源，清晰展现自旋力矩的共同作用，同时区分其不同的物理来源。我们的形式体系将自旋力矩引入为有效磁场，极大简化了数值实现并有助于结果解释。有效自旋力矩场的强度统一了自旋力矩的作用，并将界面电阻与自旋霍尔角等实验效应的细节归纳为一个可在数值模拟间传递的简单数值。我们给出了一系列数值测试，展示了广义自旋力矩在多种自旋电子器件中的机理。这种在数值模拟中建模自旋力矩效应的修正方法可实现更快的模拟与更直观的结果解释，因此也适用于与实验测量直接比较，或作为以实验值为输入的建模工具。
引用
@article{arxiv.2207.12071,
title = {Spin-transfer and spin-orbit torques in the Landau-Lifshitz-Gilbert equation},
author = {Andrea Meo and Carenza E. Cronshaw and Sarah Jenkins and Amelia Lees and Richard F. L. Evans},
journal= {arXiv preprint arXiv:2207.12071},
year = {2022}
}