Ta/CoFeB/MgO结构中自旋轨道矩相关效应的研究

发布时间：2021-01-11 04:19

　　基于自旋转移矩的磁性随机存储器（Spin Transfer Torque-Based Magnetoresistance RAM,STT-MRAM）具有非易失性、快速写入、可无限擦写等优点,有望成为下一代低功耗通用存储器;相比于STT-MRAM,基于自旋轨道矩的磁性随机存储器（Spin Orbit Torque-Based MRAM,SOT-MRAM）以其更低的写入电流、更快的写入速度、更好的兼容性等优势将取代STT-MRAM成为第三代存储器。近年来STT-MRAM商用芯片的问世大大推动了这类磁性存储器件的研究与应用,SOT相关效应的研究对未来磁性存储等自旋电子学器件的发展,打破我国磁性存储芯片纯进口、技术被垄断的现状具有重要意义。本论文主要研究了一类重金属层/铁磁层/氧化绝缘层的磁性多层膜结构中SOT相关效应,研究内容主要包括:（1）研究了Ta/CoFeB/MgO结构中的磁化翻转现象。采用磁控溅射制备了具有垂直各向异性的Ta/CoFeB/MgO薄膜,并对其在不同温度条件下进行退火;通过施加脉冲电流测量了样品霍尔器件的反常霍尔效应,得到了样品磁化翻转的相关图像。样品退火后实现完全磁化翻... 

【文章来源】：兰州大学甘肃省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：89 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

磁存储面密度的发展进程

的记录模式主要有四种：（1）水平记录模式[2, 3]：介质的磁化且沿着磁道；（2）垂直记录模式：介质的磁化方向垂直于盘面式：介质的磁化方向在磁盘面内且与磁头的运动方向垂直；（：介质的易磁化方向与盘面成一定的角度（例如 45°角）。在这磁记录由于受到技术限制没有得到广泛的研究，而以前占主流也由于受到记录介质的超顺磁效应以及磁头读写能力的限制，提升，水平磁记录的记录面密度已经停留在 150 ~ 200 Gbit/in直磁记录方式逐渐取代水平磁记录方式成为了磁记录技术研究 给出了水平磁记录和垂直磁记录装置的示意图，可以看到磁记部件包括：读磁头、写磁头以及记录介质。磁记录介质主要负般来说存入的信息至少需要能够保持 10 年，这样就需要磁记矫顽力以抵抗外界环境对磁性单元的影响，从而保证信息不会磁头需要能够提供足够强大的磁场才能够将需要存储的信息就是改变磁性存储单元的磁化状态。

州大学硕士研究生学位论文 Ta/CoFeB/MgO 结构中自旋轨道矩相关效应的研究技术成熟等特点，目前仍然是最为安全、可靠、低成本的存储技术，并且一直据数据存储市场 90%以上的份额。图 1-3 展示了台式电脑 HDD 硬盘的内部结，可以看到主要包含前文中提及的磁记录的核心部件：磁盘 (记录介质)和磁头写磁头)，以及主轴马达、促动器 (音圈马达) 和一些机械辅助装置，因此这类盘也叫做机械硬盘。读写信息时，主轴马达驱动磁盘高速旋转，音圈马达带动头臂在磁盘径向运动，这样就能够实现在磁盘上任意位置读写信息。不难想象，样的读写原理导致读写速度直接与磁盘的转速挂钩，因此读写速度是机械硬盘主要弊病之一；同时，由于众多的机械设计，工作时的噪音、发热以及机械部的抗震性能、使用寿命也是机械硬盘有待解决的问题。


本文编号：2970072