由手性翻转与自旋电流驱动的超低功耗移位离散化磁赛道存储器器件
介观与纳米尺度物理
2023-05-09 v1
摘要
磁赛道存储器自首次实验验证以来已显著演进与发展，并被认为是未来高密度片上固态存储器最有前途的候选者之一。然而，缺乏快速精确的磁畴壁（DW）移位机制，以及所需极高的DW运动（DWM）驱动电流，都使得赛道难以商业化。在此，我们提出一种不受上述问题影响的相干DWM方法，其由手性翻转（CS）和超低自旋轨道转矩（SOT）电流驱动。CS作为DWM的驱动力，通过DM相互作用的符号改变实现，而该符号改变进一步由铁电翻转电压诱导。SOT用于在磁矩旋转至Bloch方向时打破对称性。我们通过微磁模拟数值研究了其基本原理以及关键参数对DWM的影响。在CS机制下，可实现快速（102 m/s）、超低能耗（5 attojoule）且精确离散化的DWM。考虑到具有拓扑保护且尺寸更小的skyrmion也是未来赛道的有力候选，我们类似地评估了将此种CS机制应用于skyrmion的可行性。然而，我们发现CS仅使其“呼吸”而非运动。我们的结果表明，CS策略适用于未来具有超低功耗和离散化DWM的DW赛道存储器。
引用
@article{arxiv.2305.04671,
title = {Ultralow power and shifting-discretized magnetic racetrack memory device driven by chirality switching and spin current},
author = {Shen Li and Xiaoyang Lin and Pingzhi Li and Suteng Zhao and Zhizhong Si and Guodong Wei and Bert Koopmans and Reinoud Lavrijsen and Weisheng Zhao},
journal= {arXiv preprint arXiv:2305.04671},
year = {2023}
}