自旋轨道力矩翻转Co/Pt-CoFeB交换弹簧磁体

来源 :中国物理学会2016年秋季会议 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jonefarhua
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  自旋轨道耦合是一个相对论的结果,它将电子的自旋和电子的运动轨道耦合起来。所以,电子的自旋状态可以由自旋-轨道耦合作用来控制,这使全电学方法控制的自旋器件成为可能。因此,由自旋轨道耦合效应,平面电流可以改变磁性层。然而由自旋轨道耦合效应,通过非磁材料的平面电流产生的积累自旋取向,为垂直于膜面和电流的横向方向。
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磁性斯格明子是一种新型自旋粒子结构,因为其具有拓扑结构稳定、操作电流密度低、存储密度高等特点,使其有望应用于磁性存储领域。针对目前使用电流驱动斯格明子移动存在的热效应等问题,本实验以压电材料PMN-PT的逆压电效应所产生的应力作为驱动,旨在实现电场作用下对斯格明子的调控和操纵。
近年来,利用自旋轨道矩(SOT)驱动磁性skyrmion在垂直磁各向异性纳米线中的运动引起了广泛关注.skyrmion具有尺寸小、读取速度高、功耗低、稳定性好等优势,在开发新型赛道存储器方面有着巨大的潜力.然而,依然存在一些问题亟待解决,比如skyrmion霍尔效应:skyrmion在沿纳米线轨道向前运动的同时受到一个横向作用力(即Magnus力,与电流成正相关)而向边界偏移.
近年来,随着纳米磁性测量方法和制造工艺的发展,畴壁运动的操控越来越引起人们的关注。目前,畴壁的运动可以由静磁场、自旋传输磁矩、电场以及自旋波所控制,而在最近的微磁模拟和数值模拟中[1],我们发现微波[2]对于静磁场驱动畴壁具有很强大的辅助作用。
随着自旋电子学的发展,畴壁在磁性存储方面的研究引起了相关研究人员的广泛关注。本文利用微磁学模拟的方法,在垂直各向异性的Co/Pt结构中,考虑界面Dzyaloshinskii-Moriya相互作用,研究了自旋霍尔效应驱动Dzyaloshinskii畴壁运动,以及外加偏置磁场对Dzyaloshinskii畴壁运动的影响。
具有拓扑稳定行为的纳米磁性斯格明子(skyrmion)具有极低的驱动电流和极高的运动速度,其自旋拓扑磁结构有望成为高密度、高速度、低能耗的磁信息存储单元。我们的中心对称结构MnNiGa合金材料在极宽温区100K-340K具有拓扑霍尔效应,且Lorentz TEM实空间观察到skyrmion稳定存在。基于此工作,此次报告是通过对MnNiGa薄片两端注入电流来调控skyrmion的密度。
In this paper,we combine first principles calculations and experiments to investigate the influence of Gadoping and oxygen vacancies on the magnetic properties of rutile TiO2 films.Magnetic moments as
随着微纳加工技术的发展,现在人们可以制作具有单畴形态的二维磁阻挫结构——用具有微纳米尺度的小磁条代替原子磁矩来制作人工自旋冰。人工自旋冰的尺度使其能够在实空间被观测,并通过改变体系温度和外加磁场来调控材料的热力学和动力学性质,从而提升对磁阻挫体系物理现象的认知,因此可以极大地丰富人们对自旋阻挫行为的深入研究,同时也对磁信息存储器和生物磁学传感器等新技术的调控提供了科学基础。
半导体中高效的自旋注入是实现各种半导体自旋电子学器件的前提条件。在铁磁层和半导体中间插入一层势垒层可以有效避免电导失配问题,提高自旋注入效率。为了实现发光二极管中零磁场下的自旋注入,需要制备具有垂直磁各项异性的自旋注入端。我们在InGaAs/GaAs基量子阱发光二极管上成功制备了具有垂直磁各向异性的MgO/CoFeB/Ta/CoFeB/MgO自旋注入端,实现了零场下的自旋注入。
钇铁石榴石(YIG,分子式为Y3Fe5O12)是一种亚铁磁性绝缘体,具有良好的磁光特性以及极低的磁衰减系数,在磁光以及微波方面得到广泛应用。早在70年代的磁泡存储领域研究中,YIG磁泡畴结构已被深入研究[1]。今年来由于斯格明子的发现,人们又重新关注YIG中的磁泡畴结构[2]。我们利用磁光克尔显微镜观测到YIG中磁泡畴并非传统报道的圆形结构,而是呈现规则的三角形磁畴结构,并成六度对称规则排布,如图
Magnetic semiconductors displaying both semiconducting and ferromagnetic properties have been regarded as the most promising materials for semiconductor spintronics [1].As one of the most extensively