人工亚铁磁体的超快自旋转移矩翻转
介观与纳米尺度物理
2016-09-27 v2
摘要
诸如磁隧道结（MTJ）等自旋电子器件自旋转移矩翻转的翻转速度和写入电流，目前阻碍了其在存储和逻辑器件中的广泛应用。随着 MTJ 纳米结构的尺寸缩小至直径几十纳米，这一问题进一步加剧，因为满足热稳定性要求需要更高的磁各向异性材料，这要求更高的翻转电流密度。在此，我们提出了一种基于人工亚铁磁体（SFM）结构的简单解决方案。通常假设，为了实现给定的翻转延迟，电流必须超过临界电流一定倍数，因此更高的临界电流意味着更高的翻转电流。我们表明，对于 SFM 结构而言情况并非如此，即使临界电流增加，它也能在给定电流密度下显著减少翻转延迟。这一非直观的结果可以从角动量守恒的要求来理解。我们得出结论，采用所提出的 SFM 自由层结构的 20 nm 直径 MTJ 可以在几十皮秒的时间尺度内翻转。通过采用具有实验证明的交换耦合强度的垂直磁各向异性材料，可以实现这一显著的翻转速度。
引用
@article{arxiv.1606.04428,
title = {Ultrafast Spin-Transfer-Torque Switching of Synthetic Ferrimagnets},
author = {Kerem Yunus Camsari and Ahmed Zeeshan Pervaiz and Rafatul Faria and Ernesto E. Marinero and Supriyo Datta},
journal= {arXiv preprint arXiv:1606.04428},
year = {2016}
}