在极厚的FeGd铁磁铁中进行垂直的Soliton辅助电流切换

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 凝聚物质物理学 凝聚物质物理学
• 这就是Spintronics.

背景情况:

• 电流诱导的旋转轨道扭矩 (SOT) 提供磁的电转换.
• 现有的SOT应用通常仅限于薄膜厚度为几十分之一纳米.
• 探索上层厚度极限和潜在机制对于稳定的自旋电子纳米设备至关重要.

研究的目的:

• 研究SOT切换在显著更厚的铁磁膜中的可行性和机制.
• 为了确定 SOT 在 Pt/Fe$_{0.80}$Gd$_{0.20}$/Ta 三层中切换的上限厚度.
• 阐明垂直磁性单子在SOT切换中的作用.

主要方法:

• 实验性制造和表征Pt{3 nm) /Fe$_{0.80}$Gd$_{0.20}$/Ta{3 nm) 三层,其厚度可变,可达200 nm.
• 室温SOT切换测量. 在室温SOT切换测量.
• 原子旋转模拟用于分析切换动态和机制.

主要成果:

• 在室温下,在高达200nm厚度的Fe$_{0.80}$$Gd$_{0.20}$膜中成功实现了SOT切换.
• 该研究确定了欧斯特德场,散装SOT和朱尔加热对切换过程的贡献.
• 原子旋转模拟揭示了垂直磁性单子在使SOT在这些厚膜中切换的关键作用.

结论:

• 这些发现证明了前所未有的SOT切换在极厚的铁磁膜中.
• 垂直单离子辅助切换被认为是这些厚薄膜的关键机制.
• 这项研究为通过使用更厚的磁层来缩小自旋电子设备铺平了道路.