研究前沿:异质结构-磁性材料 | Nature Nanotechnology

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查看144 | 回复0 | 2024-7-27 11:55:13 |阅读模式
在绝缘磁性材料中, 磁矩magnetic moments(或磁振子magnons)的自旋波激发,可传输自旋角动量。这一特性,将磁子设备与传统电子设备区分开来,在传统电子设备中,功耗是由电子的运动造成的。最近,在存在外部磁场的情况下,磁振子转矩已用于垂直磁化翻转。
今日,新加坡国立大学(National University of Singapore)Fei Wang, Guoyi Shi,Hyunsoo Yang等,在Nature Nanotechnology上发文,提出了一种具有WTe2/反铁磁绝缘体NiO/铁磁CoFeB异质结构组成的材料系统,实现了垂直磁化的无磁场翻转。自旋极化相对于样品平面倾斜-8.5°的磁振子,电流穿过25nm厚的多晶NiO层,同时保持其原始极化方向,随后,在铁磁层上,施加平面外的反阻尼磁振子力矩。相较于Bi2Te3/NiO/CoFeB对照样品,在PtTe2/WTe2/NiO/CoFeB异质结构中,该机制实现了190倍的功耗降低,仅表现出了平面内磁振子转矩。这种无磁场演示,有助于实现全电动、低功耗、垂直磁化开关器件。

Deterministic switching of perpendicular magnetization by out-of-plane anti-damping magnon torques.平面外反阻尼磁振子力矩引起了垂直磁化的确定性翻转

图1:平面外反阻尼磁振子力矩的观测。


图2: 在WTe2 (8 nm)/NiO (25 nm)/CoFeB异质结构中,垂直磁化的磁振子转矩驱动翻转。


图3: 在WTe2 (8 nm)/NiO (t)/CoFeB中,自旋-轨道力矩的NiO厚度依赖性。


图4: 在PtTe2 (d)/WTe2 (8-d)/NiO (25 nm)/FM中,垂直磁化和高自旋霍尔电导率的无场翻转。
文献链接Wang, F., Shi, G., Yang, D. et al. Deterministic switching of perpendicular magnetization by out-of-plane anti-damping magnon torques. Nat. Nanotechnol. (2024). https://doi.org/10.1038/s41565-024-01741-yhttps://www.nature.com/articles/s41565-024-01741-y本文译自Nature。


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