垂直磁各向异性隧道结中磁矩翻转机理的综合研究

发布时间：2021-04-10 19:05

　　随着信息技术的发展和人们对存储技术要求的不断提高,研发新型的存储器件就顺其自然地成为了当今科研的一个热点课题。如何制备出满足现代人们所需求的快速、高效、大容量、易携带的存储器,需要强大的理论作为支撑。上世纪末有研究人员在理论上预言自旋转移矩效应（STT）,可以在电流驱动下实现信息存储,这就为后来的自旋转移矩磁性随机性存储器（STT-MRAM）的研发提供了理论上的支持。STT-MRAM的核心是磁性隧道结（MTJ）,它是由钉扎的铁磁层/非铁磁层/自由的铁磁层构成,其中自由层磁矩的翻转特性可以直接反映出存储器的性能。本文主要通过理论建立模型,采用Landau-Lifshitz-Gilbert-Slonczewski（LLGS）方程数值计算模拟出磁性隧道结中自由层磁矩的进动和其翻转轨迹,在除了STT效应之外,还对其它影响磁矩进动的效应进行了讨论。基于隧道结的三层膜结构及其理论,并提出多层膜结构辅助磁矩的翻转,主要内容如下:1.介绍磁性存储器件的进程、研究意义和应用前景。并对自旋电子学中的磁性随机性存储器原理的相关理论做简述。2.介绍铁磁学中一些基础理论,主要对物质的磁性起源、物质的抗磁特性和顺... 

【文章来源】：内蒙古大学内蒙古自治区 211工程院校

【文章页数】：65 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

STT-MARM的存储结构单元[引用于10]

元是三层膜纳米结构作为磁性存储器的最核心部重要。它们的基本组成单元都为一个简单的三层 1.2 所示包含两个铁磁层中间夹着一个非铁磁层的反铁磁性物质所固定，称为钉扎层（或者固定与钉扎层磁化强度方向平行或反平行的两个状态磁层称为隔离层（势垒层）。电流通过固定层产在自由层产生一个力矩，该力矩我们称为自旋转磁矩将开始进动，当通入的电流到达临界电流时的两个方向，也就对应两个状态平行于钉扎层磁或者自旋阀处于低阻态或者高阻态也被称为隧穿用来表示电子设备存储中二进制的“0”和“1”，这流密度和增加翻转速度就成为了当前最重要的挑

图 1.3 传导电子的散射过程[引用于22]FIG.1.3 The scattering process of conduction electrons.为两个大电阻和两个小电阻组合并联的示意图，如电子在运磁层中磁化强度方向相同易通过，则表现为小电阻；反之，方向与铁磁层中磁化强度方向相反不易通过，则表现为大电阻态如图 1.4 所示。图 1.4（a）两个大电阻串联，两个小电阻公式可知此情况呈现低阻态；图 1.4（b）一大一小电阻分别串

【参考文献】：
期刊论文
[1]STT-MRAM存储器的研究进展[J]. 赵巍胜,王昭昊,彭守仲,王乐知,常亮,张有光.  中国科学:物理学 力学 天文学. 2016(10)
[2]自旋极化的电流——2007年度诺贝尔物理学奖评述[J]. 赖武彦.  物理. 2007(12)
[3]磁隧道结的研究进展[J]. 金克新,陈长乐,赵省贵,罗炳成,袁孝,宋宙模.  材料导报. 2007(03)

博士论文
[1]倾斜磁各向异性自旋阀结构的稳定性分析和铁磁共振研究[D]. 王日兴.湖南大学 2012

硕士论文
[1]磁隧道结中自旋转移矩效应动态特性及热稳定性的研究[D]. 李磊鑫.太原理工大学 2016
[2]垂直磁各向异性隧道结的铁磁共振及其振荡和翻转机理的研究[D]. 刘海全.内蒙古大学 2016



本文编号：3130176