纳米磁体中的自旋力矩理论

我们提出了一个关于通过隧穿结与非共线铁磁电极耦合的超小纳米磁体中自旋力矩现象的完整理论。该模型系统可由一个简单的微观模型描述，该模型捕捉了自旋电子学的许多特征物理效应：隧穿磁电阻、本征及输运诱导的磁弛豫、电流诱导的磁化反转和自旋积累。在同等基础上处理磁与输运自由度，我们得到了磁化强度时间演化的闭合方程。该方程与用于自旋阀结构的 Landau-Lifshitz-Gilbert 方程非常接近。我们讨论了 Coulomb 阻塞现象和单体能谱离散化如何为电流诱导的自旋力矩提供额外特征。根据不同区域，由电极耦合诱导的动力学可被视为自旋力矩或弛豫过程。除了能够稳定均匀自旋进动态外，我们发现该系统具有高度迟滞性：在参数空间（磁场和偏置电压）的一个区域内，最多可同时存在三个稳定的磁态。我们还讨论了如何利用磁电阻为纳米磁体能谱实验中存在的非平衡峰提供额外信息。