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电流驱动共线反铁磁中垂直奈尔矢量翻转 | 进展

中科院物理所  · 公众号  · 物理  · 2024-10-07 18:00

主要观点总结

文章介绍了反铁磁体在新一代磁随机存储器MRAM等自旋电子器件方面的应用前景,特别是共线反铁磁体的特性和在存储技术中的潜在应用。文章还详细描述了利用自旋轨道力矩(SOT)实现共线反铁磁体奈尔矢量的翻转的重大研究成果,包括中国在SOT驱动共线反铁磁绝缘体Cr2O3垂直Néel矢量翻转方面的突破。此外,文章还提到了其他相关研究成果和合作作者,并得到了资助的信息。

关键观点总结

关键观点1: 反铁磁体的特点和在自旋电子器件中的应用前景。

反铁磁体无宏观净余磁矩和无杂散磁场,本征共振频率在太赫兹范围,对新一代磁随机存储器MRAM等自旋电子器件具有重要应用前景。

关键观点2: 共线反铁磁体的特性和存储能力。

共线反铁磁材料具有更高的磁各向异性势垒,拥有更长久和更稳定的存储能力。共线反铁磁体中相邻磁矩间强大的交换相互作用为超高速自旋电子器件提供了高频自旋动力学的特性。

关键观点3: SOT驱动共线反铁磁绝缘体Cr2O3垂直Néel矢量翻转的研究成果。

中国首次实现了SOT驱动共线反铁磁绝缘体Cr2O3垂直Néel矢量的180°翻转,并利用反常霍尔电阻有效读取Cr2O3的奈尔矢量方向。该研究利用电流产生的SOT高效驱动奈尔矢量翻转,具有较小的临界翻转电流密度和快速的翻转速度。


文章预览

反铁磁体具有无宏观净余磁矩和无杂散磁场的特点,并且其本征共振频率处于太赫兹(THz)范围 ,因而在研发 抗外磁场干扰、高稳定性、高密度和高速度 的新一代磁随机存储器MRAM等自旋电子器件方面具有重要应用前景。反铁磁材料根据自旋排列方式可以分为共线和非共线两类。相比于拥有多个磁易轴的非共线反铁磁体,共线反铁磁体的奈尔矢量仅有两个稳定的存储状态,类似于铁磁体的两个向上和向下的磁矩方向,可以直接编码二进制信息“0”和“1”。此外,垂直磁化的共线反铁磁材料具有更高的磁各向异性势垒,因此拥有更长久和更稳定的存储能力。共线反铁磁体中相邻磁矩间强大的交换相互作用,也为超高速自旋电子器件提供了高频自旋动力学的特性。因此,利用自旋轨道力矩(Spin-Orbit Torque, SOT)实现共线反铁磁体奈尔矢量的180°翻转,是实现 ………………………………

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