重金属/磁性金属薄膜界面自旋轨道耦合效应的电压调控研究

项目名称： 重金属/磁性金属薄膜界面自旋轨道耦合效应的电压调控研究

项目编号： No.11404382

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 万蔡华

作者单位： 中国科学院物理研究所

项目金额： 29万元

中文摘要： 基于自旋轨道耦合效应的磁随机存储器是下一代低功耗、高密度、高速读写的非挥发性随机存储器的主流方案之一。它的核心结构包含一个磁性隧道结和一个重金属/磁性金属双层膜结构，后者是通过电流调控磁性层磁矩状态的关键。对这种结构中的重金属薄膜发挥的作用，学界还存在争议。体区的自旋霍尔效应和界面的Rashba效应均卷入其中。因为这两者对外加电流满足相同的依赖关系，均能产生数学形式相同的有效场和有效力矩，实验上区分两者非常困难。在该项研究中，我们拟通过施加栅极偏压的方式改变Rashba效应的强度，从而分辨该效应在总自旋轨道耦合效应中所作的贡献。具体实验上，我们拟采用二次谐波交流霍尔效应测试技术来精确测量电流引起的有效场的大小。该项研究既为解析重金属/磁性金属薄膜中自旋轨道耦合效应的机制提供实验依据，又能在这类结构中探索一种利用外场调控自旋轨道耦合场的方法，为进一步降低磁性层的临界翻转电流密度做技术储备。

中文关键词： 自旋轨道力矩；自旋霍尔效应；磁矩翻转；自旋逻辑；二次谐波技术

英文摘要： Magnetic random access memory (RAM) based on spin-orbit coupling effect is a powerful candidate for the next generation of nonvolatile, high density, low energy-consuming and high speed RAM. This spintronic device consists of a magnetic tunnel junction an

英文关键词： spin orbit torque；spin Hall effect；magnetization switching；spin logics；2nd harmonic techniques