范德瓦耳斯自旋轨道转矩反铁磁存储器
材料科学
2023-10-05 v1
摘要
传统的铁磁体/重金属自旋轨道转矩（SOT）技术在提升磁存储器效率方面具有显著潜力。然而，它面临基本的物理限制，包括来自金属层的磁滞效应、实现抗阻尼翻转所需的对称性破缺、界面缺陷引起的自旋散射以及对杂散磁场的敏感性。为解决这些问题，我们在此提出一种使用范德瓦耳斯（vdW）双层 LaBr（具有垂直磁各向异性的反铁磁体）和单层 T 相 WTe（具有破缺反演对称性的 Weyl 半金属）的 vdW 无场 SOT 反铁磁存储器。通过系统地将密度泛函理论与非平衡格林函数方法以及宏自旋模拟相结合，我们证明了所提出的 vdW SOT 器件表现出约 10 MA/cm 的极低临界电流密度，以及在 250 ps 内实现快速无场磁化翻转。这以极低能耗实现了优异的写入性能。此外，该器件显示出显著低的读取错误率，其隧道磁电阻比高达 4250% 即为佐证。优异的写入和读取性能源于电子化合物 LaBr 中独特的强在位（绝缘相）和离位（磁相）库仑相互作用、WTe 中大的非零 z 分量极化，以及它们之间的邻近效应。
引用
@article{arxiv.2310.02805,
title = {Van der Waals Spin-Orbit Torque Antiferromagnetic Memory},
author = {Lishu Zhang and Zhengping Yuan and Jie Yang and Jun Zhou and Yanyan Jiang and Hui Li and Yongqing Cai and Yuan Ping Feng and Zhifeng Zhu and Lei Shen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2310.02805},
year = {2023}
}