垂直磁化薄膜纳米磁体中磁化的热稳定性

在设计垂直磁化图案化介质和磁随机存取存储器时，理解具有垂直磁各向异性 (PMA) 的薄膜纳米磁体抵抗热致磁化反转的稳定性至关重要。磁化反转率的主导阶依赖性由系统为发生反转所需克服的能垒决定。本文研究了这些系统的反转动力学，并利用 E、Vanden-Eijnden 和 Ren 提出的弦方法 (string method) 计算了相关能垒。我们发现反转过程往往在空间上是不相干的；也就是说，磁化并非作为刚性整体翻转，而是通过类孤子域壁扫过系统来实现反转。我们表明，对于方形纳米磁单元，能垒随单元尺寸增加而增大，直至达到临界长度尺度，此后能垒保持恒定。对于圆形单元，能垒则持续无限增加，尽管在超过临界尺寸后增速变缓。在这两种情况下，能垒均小于相干磁化反转预期的能垒。