金属/亚铁磁体系中自旋轨道转矩的热贡献

我们报道了在具有强垂直磁各向异性的 W/Co$_{x}$Tb$_{1-x}$/Al 薄膜中，对电流诱导垂直磁化翻转的系统研究。给出了具有不同磁补偿温度的各种 Co$_{x}$Tb$_{1-x}$ 亚铁磁合金。利用 MOKE、SQUID 和反常霍尔电阻在 10 K 至 350 K 的不同低温恒温器温度下对体系进行了表征。电流翻转实验在自旋轨道转矩几何构型下进行，其中电流脉冲在平面内注入，并通过测量霍尔电阻来检测磁化反转。在所有样品中均观察到了完整的磁化反转。一些实验结果只能用电流脉冲注入过程中的强样品加热效应来解释。我们发现，对于给定的组分 $x$ 和翻转极性，器件在翻转前总是达到相同的温度 $\textit{T}_{switch}(x)$，与低温恒温器温度无关。$\textit{T}_{switch}$ 似乎随 Co$_{x}$Tb$_{1-x}$ 亚铁磁合金的居里温度而缩放。这解释了临界电流（和临界电流密度）随合金浓度的演化。未来的应用可利用这一加热效应来减小平面内外部磁场。当电流产生的热量使体系跨越补偿温度时，观察到了意外的双重磁化翻转。