宽范围重金属厚度下Co/Pt/Co三层膜中自旋轨道相互作用与层间铁磁耦合研究
介观与纳米尺度物理
2021-06-21 v1 材料科学
摘要
自旋轨道力矩是由强自旋轨道相互作用的重金属导电层中流过的电荷电流所诱导的力矩，为在重金属/铁磁体纳米结构中控制磁化方向提供了一种高效途径，这是新兴磁技术如随机存取存储器、高频纳米振荡器或受生物启发的神经形态计算等应用所需要的。我们研究了通过光学光刻在微米尺寸条形上制备的多层体系Ti(2)/Co(1)/Pt(0-4)/Co(1)/MgO(2)/Ti(2)（厚度单位为纳米）内的界面特性、磁化动力学、静磁特征以及自旋轨道相互作用。在所研究的器件中，Pt用作自旋电流的源以及厚度可变的不可磁间隔层，这使得层间铁磁交换耦合的大小能够被有效地调节。我们还发现了Pt厚度依赖的磁各向异性、磁电阻、有效霍尔角以及最终界面处自旋轨道力矩场的变化。实验发现得到了相关界面结构模拟、微磁学、宏观自旋以及自旋漂移-扩散模型的支持。最后，分析中还简要讨论了自旋轨道Edelstein-Rashba界面场的贡献。
引用
@article{arxiv.2106.10103,
title = {Study of Spin-Orbit Interactions and Interlayer Ferromagnetic Coupling in Co/Pt/Co Trilayers in Wide Range of Heavy Metal Thickness},
author = {Piotr Ogrodnik and Krzysztof Grochot and Łukasz Karwacki and Jarosław Kanak and Michał Prokop and Jakub Chęciński and Witold Skowroński and Sławomir Ziętek and Tomasz Stobiecki},
journal= {arXiv preprint arXiv:2106.10103},
year = {2021}
}
备注
39 pages, 14 figures