对称性破缺对具有垂直磁各向异性的铁磁半导体中自旋轨道矩翻转的影响
介观与纳米尺度物理
2025-02-25 v1
摘要
本研究探讨了具有垂直磁各向异性（PMA）的铁磁半导体（FMS）中自旋轨道矩（SOT）翻转的机制，重点强调了对称性破缺的影响。利用基于 Landau-Lifshitz-Gilbert（LLG）方程的微磁学模拟，我们考察了多种对称性破缺因素，包括偏置场失准、层间交换耦合、面外自旋极化和倾斜磁各向异性。结果表明，相对于膜平面的偏置场失准会显著扭曲 SOT 翻转磁滞回线。此外，内禀对称性破缺效应（如内部耦合场、面外自旋极化和倾斜各向异性）能够在没有外部偏置场的情况下促进无场 SOT（FF-SOT）翻转。每种类型的 FF-SOT 翻转都表现出不同的特征，包括磁滞偏移、翻转比和饱和磁化强度。这项工作强调了对称性破缺在 FF-SOT 翻转中的作用，并为解释实验中从 FMS 薄膜观察到的 FF-SOT 翻转提供了基础信息，有助于优化 SOT 效率并推动自旋电子学技术的发展。
引用
@article{arxiv.2502.16788,
title = {Symmetry-breaking effects on spin-orbit torque switching in ferromagnetic semiconductors with perpendicular magnetic anisotropy},
author = {Apu Kumar Jana and Sanghoon Lee},
journal= {arXiv preprint arXiv:2502.16788},
year = {2025}
}