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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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