重金属/铁磁/氧化物体系中的自旋轨道矩的测量与研究
发布时间：2022-01-09 10:13
利用基于自旋轨道矩的自旋电子器件中电流引起的畴壁位移和磁化翻转,我们能够实现高速和低能耗的信息存储和读写,这对于新一代磁性存储器具有重要意义。由于目前关于电流引起的磁化翻转现象的机制尚不完善,为了提高磁化翻转的效率,使磁化翻转能够更好地应用于电子器件中,我们需要对应用广泛的重金属/铁磁/氧化物体系中的自旋轨道转矩及相关效应进行研究。研究的主要内容有:（1）制备了Pt厚度变化的Ta/Pt/CoFeB/MgO系列样品,通过测量反常霍尔曲线的方式测到了Pt厚度在0-1nm范围内,Slonczewski-like力矩和DMI随着Pt厚度增大而减小,因此在测量磁化翻转曲线后发现,实现完全翻转所需的临界电流密度随着Pt厚度增大而增大,并且翻转所需的面内磁场减小。这一实验结果证实,通过改变重金属插层的厚度,我们可以调节重金属/铁磁界面的自旋轨道转矩和DMI,进而优化电流引起的磁化翻转。通过布里渊光散射实验,我们发现DMI在=1nm附近变号,这一现象证实了Ta/CoFeB和Pt/CoFeB界面具有相反符号的DMI。同时我们还发现DMI的强度在=3nm附近达到饱和,说明DMI是一种界面现象,仅有界面附近...
【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】：62 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
巨磁电阻的双电流模型
将自旋轨道转矩效应用在器件中来说，理的作用也是很重要的。最初，研究者们使用电流方向上的面内磁场所起的作用。如图 1场的目的是打破 damping-like 力矩相对于磁的对称性[47]。这是因为在无外加电流的情况受到面内方向磁场的作用，其方向与法线形电流产生的 damping-like 力矩就会同样偏性的磁化翻转，否则如果damping-like力矩上”和“向下”两种出现概率相等的状态，微米尺度的器件而言，宏观自旋模型显然准确的认识。比如，为实现完全翻转，电流到垂直各向异性有效场的一半，而对于具有异性有效场一般在 kOe 量级，这远远大于旋轨道矩有效场。再者，宏观自旋模型也外加磁场的大小。
随着光的入射角(光入射方向与样品法线夹角)逐渐减小，极性磁光克尔的强度增大，在垂直入射时达到最大。如图2-2 所示，在测试时，激光首先通过起偏器变成偏振光，之后从样品表面反射，在经过检偏器之后进入探测器，探测器将测到的光信号转化为电压信号，最后电信号通过数据采集卡被收集起来，以电压值为纵坐标，测试过程中加在样品面内方向的扫描磁场为横坐标，我们就能够得到磁光克尔曲线。如果再加装高分辨率的 CCD 摄像头，通过光学显微镜我们就可以得到样品的磁光克尔图像，可以很方便地观察样品中某个特定区域的磁化状态。图 2-1 磁光克尔效应测量的三种模式：(a)极向，(b)横向，(c)纵向[2]
本文编号：3578511
【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】：62 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
巨磁电阻的双电流模型
将自旋轨道转矩效应用在器件中来说，理的作用也是很重要的。最初，研究者们使用电流方向上的面内磁场所起的作用。如图 1场的目的是打破 damping-like 力矩相对于磁的对称性[47]。这是因为在无外加电流的情况受到面内方向磁场的作用，其方向与法线形电流产生的 damping-like 力矩就会同样偏性的磁化翻转，否则如果damping-like力矩上”和“向下”两种出现概率相等的状态，微米尺度的器件而言，宏观自旋模型显然准确的认识。比如，为实现完全翻转，电流到垂直各向异性有效场的一半，而对于具有异性有效场一般在 kOe 量级，这远远大于旋轨道矩有效场。再者，宏观自旋模型也外加磁场的大小。
随着光的入射角(光入射方向与样品法线夹角)逐渐减小，极性磁光克尔的强度增大，在垂直入射时达到最大。如图2-2 所示，在测试时，激光首先通过起偏器变成偏振光，之后从样品表面反射，在经过检偏器之后进入探测器，探测器将测到的光信号转化为电压信号，最后电信号通过数据采集卡被收集起来，以电压值为纵坐标，测试过程中加在样品面内方向的扫描磁场为横坐标，我们就能够得到磁光克尔曲线。如果再加装高分辨率的 CCD 摄像头，通过光学显微镜我们就可以得到样品的磁光克尔图像，可以很方便地观察样品中某个特定区域的磁化状态。图 2-1 磁光克尔效应测量的三种模式：(a)极向，(b)横向，(c)纵向[2]
本文编号：3578511
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