Spin-Transfer-Torque Driven Magneto-Logic Gates Using Nano Spin-Valve Pillars
我们提出模型磁逻辑NOR和NAND门使用自旋阀柱，其中的逻辑操作是由自旋极化电流，也形成了逻辑输入。同时存在恒定的控制磁场有利于操作。相同的自旋阀组件也可以用作磁存储单元。我们确定的区域中的参数空间的系统中的逻辑操作可以有效地执行。所提出的门保持了磁性随机存取存储器（MRAM）的非易失性。我们通过数值模拟其动力学，由适当的朗道-Lifshitz-吉尔伯特方程与自旋转移力矩项，验证门的功能。逻辑状态的翻转时间估计在纳秒之内。
2014-01-03 cond-mat.mes-hall
First-principles study of spin-transfer torque in Co2MnSi/Al/Co2MnSi spin-valve
采用第一性原理非共线波函数匹配方法研究了Co2 MnSi（CMS）/Al/Co2 MnSi自旋阀系统中界面无序和无界面无序时的自旋转移矩（STT）.结果表明，在清洁界面的情况下，CoCo/Al的STT的角度依赖性（非对称参数λ近似为0. 4.5)比MnSi/Al的更偏斜（λ约为100）。2.9），这表明干净的CoCo/Al结构对于射频振荡的应用更有效。我们还发现，即使有界面无序的半金属CMS的自旋阀仍然有一个相对较大的参数λ相比，传统的铁磁体。另外，对于清洁界面，MnSi/Al的面内力矩约为CoCo/Al的2倍，但只要界面无序度足够大，CoCo/Al和MnSi/Al的面内力矩几乎相同。此外，我们的研究结果表明，CMS/Al/CMS系统具有很高的STT开关自旋阀的磁性层的效率。
2013-08-30 cond-mat.mes-hall
Angular momentum transfer torques in spin valves with perpendicular magnetization
自旋阀结合垂直磁化材料是有前途的结构，用于存储元件和高频发生器。本文报道了用第一性原理电路理论计算的具有垂直平衡磁化的自旋阀中自旋转移矩的角度依赖性，并与W.H. Rippard c.s. [Phys. Rev. B 81，014426（2010）]在CoFe |Cu| CoNi系统上进行。此外，我们预测当铜间隔层被钌层取代时，会出现非单调（“波浪”）的自旋转移矩。
2011-09-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Current-induced dynamics in non-collinear dual spin-valves
从理论上研究了自旋阀纳米柱中自由磁性层位于两层固定磁矩的磁性薄膜之间时的自旋转移矩和电流诱导自旋动力学。计算了自旋扩散输运极限下的自旋转移矩随磁位形的变化。结果表明，最外层磁性层的非共线磁结构对中心自由层的自旋力矩和自旋动力学有很大的影响。利用宏观自旋模拟，我们对由不同磁性层组成的自旋阀中的自由层自旋动力学作了一些预测。我们还提出了一个非共线磁位形下的临界电流公式，它表明临界电流的大小可以比典型的单自旋阀小几倍。
2009-09-25 cond-mat.mes-hall
Current-driven destabilization of both collinear configurations in asymmetric spin-valves
自旋阀中的自旋转移矩通常使其中一种共线构型（平行或反平行）不稳定，而使第二种构型稳定。除此之外，自旋转移和阻尼力矩的平衡可以导致稳定的进动模式。在这封信中，我们表明，在一些不对称的纳米柱自旋电流可以不稳定的平行和反平行配置。结果，在零磁场下可以出现稳定的进动模式。在宏观自旋模型的框架下计算了相应的相图和旋进模的频率。根据自旋扩散方程的宏观模型计算了相应的自旋转移力矩。
2006-06-01 cond-mat.mes-hall
Comparison between thermal and current driven spin-transfer torque in nanopillar metallic spin valves
我们研究了纳米柱金属自旋阀中的热自旋转移矩（TSTT）和自旋相关的塞贝克效应（SDSE）之间的关系，该效应在金属铁磁体上施加温度梯度时产生自旋电流。将其角度依赖性（aSDSE）与同一器件上的角度相关磁阻（aMR）测量进行比较，我们能够验证在我们的器件中建立了小的自旋热积累。从SDSE测量和在我们的自旋阀器件中观察到的0.8 mA的电流驱动STT开关电流，估计需要230 K的温差来产生等量的TSTT。专门针对研究TSTT的实验显示了由磁性层的整体加热主导的响应。将其与电流驱动的STT实验进行比较，我们估计只有约10%的响应是由于TSTT。这使我们得出结论，TSTT主导的开关需要直接耦合到一个完美的散热器，以尽量减少整体加热的影响。然而，当进一步研究和优化时，加热、STT和TSTT的组合效应可以证明对诱导磁化切换有用。
2014-07-08 cond-mat.mes-hall
Spin transfer torque enhancement in dual spin valve in the ballistic regime
研究了全金属双自旋阀在弹道区的自旋转移力矩，在双自旋阀中，两个反方向排列的钉扎铁磁层位于自由铁磁层的两侧，中间夹有两个薄的钉扎间隔层.有人认为，类似的扩散制度的结果，自旋转移扭矩显着增强相比，在传统的自旋阀，虽然没有自旋积累存在于磁-磁界面。在Slonczewski方法的基础上，得到了自由磁层上力矩的解析表达式，为双自旋阀中自旋动力学的微磁学模拟提供了理论模型.根据自由层的取向和电子的极化程度，自旋转移矩增强可达数十倍。对自由层的透射和反射概率不为零或不为一的一般情况也进行了数值计算。
2010-09-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
The spin-torque transistor
提出了一种具有负微分电阻和负增益的磁电子薄膜晶体管。工作原理是通过第三电极的磁化来调制自旋阀中的源漏电流，第三电极通过由控制自旋阀产生的自旋扭矩而旋转。该器件可以在室温下工作，但为了有用，需要极化接近1的铁磁材料。
2003-04-24 cond-mat.mes-hall
Current-pulse-induced magnetic switching in standard and nonstandard spin-valves
在宏观自旋模型下，对对称和非对称自旋阀中电流脉冲引起的磁化翻转进行了理论研究。开关过程和相应的开关参数显着依赖于脉冲的持续时间，也对由于自旋转移和外部磁场的扭矩的相互作用。这种相互作用导致了相应相图中的特殊特征。在标准自旋阀中，自旋转移力矩稳定了其中一种磁性配置（平行或反平行）并使相反的磁性配置不稳定，这些特征不同于非标准（非对称）自旋阀中的特征，其中两种共线配置对于一个电流方向是稳定的，而对于相反的方向是不稳定的。在此之后，我们提出了一个计划的超快电流诱导开关的非标准自旋阀，基于一个序列的两个电流脉冲。
2009-03-10 cond-mat.mes-hall
Spin-torque driven ferromagnetic resonance of Co/Ni synthetic layers in spin valves
自旋力矩驱动铁磁共振（ST-FMR）被用来研究薄Co/Ni合成层的垂直各向异性限制在自旋阀为基础的纳米结。场扫描ST-FMR测量在垂直于层表面施加磁场的情况下进行。在低振幅射频激发下，从1到20 GHz的谐振线进行测量。这些结果进行了比较与使用传统的射频场驱动的FMR扩展膜具有相同的Co/Ni层结构。限制在自旋阀中的层具有较低的共振场，较窄的共振线宽和近似相同的线宽与频率的斜率，意味着相同的阻尼参数。磁激励的临界电流是由共振线宽与直流电流的测量确定的，并且与由I-V测量确定的临界电流一致。
2008-01-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Time-Resolved Spin Torque Switching and Enhanced Damping in Py/Cu/Py Spin-Valve Nanopillars
我们报告了在温度T = 4.2 K到160 K的Py/Cu/Py椭圆纳米柱中电流诱导的自由磁性层反转的时间分辨测量。比较数据的Landau-Lifshitz-Gilbert宏观自旋模拟的自由层开关产生的自旋力矩和吉尔伯特阻尼参数的数值作为T的函数。阻尼是强烈的T依赖性，我们归因于反铁磁钉扎行为的薄坡莫合金氧化物层周围的自由层的周长。这种外来的反铁磁钉扎层可以对自旋扭矩现象产生重大影响。
2005-11-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Thermally-driven spin torques in layered magnetic insulators
热驱动的自旋转移力矩最近已被报道在电绝缘铁磁体$|$正常金属异质结构。在本文中，我们提出了两个物理上不同的机制，这样的扭矩。第一个是局部效应：铁磁体中的热激活磁振子在自旋塞贝克效应的驱动下，通过相干动力学的磁振子-磁振子散射对磁化施加扭矩。第二种是非局部效应，需要额外的磁性层来提供实现热扭矩所需的对称性破缺。最简单的结构，其中诱导一个非局部的热扭矩是一个自旋阀组成的两个绝缘磁铁由一个正常的金属间隔;在那里，热通量产生一个纯自旋电流通过自旋阀，这导致一个扭矩时，层的磁化不对齐。
2015-11-12 cond-mat.mes-hall
Evidence for thermal spin transfer torque
在位于Cu纳米线中间的Co/Cu/Co自旋阀中获得了大的热流。二次谐波电压对外加电流的响应被用来研究热流对自旋阀开关的影响。开关场和电压响应的幅度被发现是依赖于热电流。这些影响是一个热自旋转移扭矩作用于磁化的证据，并占了热，电荷和自旋电流的热力学模型中的Onsager互易关系。
2010-04-12 cond-mat.mes-hall
Computational study of microwave oscillations in absence of external field in nonstandard spin valves in the diffusive transport limit
当自旋阀由具有不同自旋对称性的磁性膜组成时，在自旋隔离物中可能建立异常（逆）自旋积累。这导致了自旋转移力矩对磁化之间的角度的波动依赖性，正如自旋相关扩散输运模型所预测的那样，并且也得到了实验证实。利用这些预测，我们已经数值研究了在Co（8 nm）/Cu（10 nm）/Py（8 nm）纳米柱中存在这样的波矩的磁化动力学，考虑扩展和蚀刻的Co层的几何形状。在这两种情况下，我们指定的条件出现在没有外部磁场和忽略热波动的面外进动。我们证明了波浪状扭矩角依赖性的假设是完全符合实验观察。我们还表明，实验报道的一些功能，如频率与电流行为的非线性斜率，超出了宏观自旋近似的适用范围，只能通过全微磁分析来解释。
2009-07-20 cond-mat.mes-hall
Effect of resistance feedback on spin torque-induced switching of nanomagnets
在大磁阻器件中，自旋力矩引起的电阻变化可以产生GHz的电流和电压振荡，这可以影响磁化反转。此外，大电阻器件中的电容分流可以进一步减小电流，从而不利地影响自旋扭矩切换。在这里，我们同时解决的Landau-Lifshitz-Gilbert方程的自旋力矩和传输线电报员的方程研究的自旋阀和磁性隧道结的磁化反转的电阻反馈和电容的影响。虽然对于自旋阀，由于自旋力矩的饱和，平行（P）到反平行（AP）的切换受到电阻反馈的不利影响，但在低电阻磁性隧道结中，P-AP切换被增强。我们研究了电阻反馈对MTJ的开关时间的影响，并表明磁化开关只受pF范围内的电容分流的影响。
2009-05-15 cond-mat.mes-hall
Sub-nanosecond switching in a cryogenic spin-torque spin-valve memory element with a dilute permalloy free layer
我们提出了一个研究的自旋阀纳米柱的脉冲电流开关特性的平面磁化稀坡莫合金和未稀释的坡莫合金自由层在弹道制度在低温下。稀坡莫合金自由层器件的开关速度快得多：坡莫合金自由（Ni 0.83Fe 0.17）层器件的特征开关时间为1.18 ns，而稀坡莫合金（[Ni 0.83Fe 0.17] 0.6Cu 0.4）自由层器件的特征开关时间为0.475 ns。弹道宏观自旋模型可以捕获数据趋势，其中相对于坡莫合金器件，稀坡莫合金自由层具有减小的自旋扭矩不对称参数、减小的自旋极化和增加的吉尔伯特阻尼。我们的研究表明，减少自由层的磁化增加了开关速度，同时大大降低了开关能量，并显示了一个有前途的路线，甚至更低的功率磁存储器件与超导电子兼容。
2019-05-30 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Swing switching of spin-torque valves
我们提出了一种使用垂直于自由磁性层的平衡磁化方向极化的AC自旋电流来诱导磁化反转的方法。我们表明，临界交流自旋电流是显着小于相应的直流之一。该效应被理解为自旋力矩振荡器的欠阻尼性质的结果。它允许使用动能惯性来克服剩余能垒，而不是通过大的自旋电流来抑制剩余能垒。该效果类似于摆动，其可以通过弱的近共振推动而被设置成高振幅运动。最佳交流频率被确定为相应的驱动非线性振子的上分叉频率。加上快速的开关时间，使得垂直交流方法成为实现自旋力矩存储阀的最有效的方法。
2012-10-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.other math-ph
Current Induced Order Parameter Dynamics: Microscopic Theory Applied to Co/Cu/Co spin valves
输运电流可以改变超导体、铁磁体和混合系统的序参量动力学和稳态。在这篇文章中，我们提出了一个计划，充分微观评价的序参量动力学，旨在应用于纳米系统。该方法依赖于时间相关的平均场理论，绝热近似，并使用非平衡格林函数（NEGF）理论来计算其稳态密度矩阵上的系统两端的偏置电压的影响。我们应用该方案来研究自旋转移力矩驱动磁化动力学在Co/Cu/Co自旋阀结构。我们的微观扭矩在Co/Cu界面附近达到峰值，与大多数以前的图片一致，但令人惊讶的是，主要作用在Co过渡金属$d$ -轨道上，而不是一般认为的$s$ -轨道上。
2006-11-20 cond-mat.mes-hall
Inelastic scattering in ferromagnetic and antiferromagnetic metal spintronics
利用铁磁电压探针模型研究了非弹性散射对铁磁和反铁磁金属自旋阀巨磁电阻和电流感生力矩的影响。该模型是基于传输理论的格林函数公式，并表示自旋相关和自旋无关的非弹性散射体的内部电压探针，被约束为分别携带无电荷电流和无自旋或电荷电流。我们发现铁磁金属自旋阀结构中的巨磁电阻和自旋转移力矩在任意强的自旋无关非弹性散射中幸存下来，而最近预测的反铁磁金属自旋阀中的类似现象被部分抑制。我们使用玩具模型的数值计算来估计反铁磁金属自旋阀的室温操作的间隔层厚度的要求。
2006-10-16 cond-mat.mes-hall
Finite size effects on spin-torque driven ferromagnetic resonance in spin-valves with a Co/Ni synthetic free layer
利用自旋矩驱动铁磁共振（ST-FMR）研究了纳米结中Co/Ni合成层的磁激发。场扫描ST-FMR测量在垂直于层表面施加磁场的情况下进行。共振线是在低振幅激励下以线性响应方式测量的。所得到的共振场进行了比较与使用传统的射频场驱动的FMR扩展膜具有相同的Co/Ni层结构。一个较低的共振场被发现在受限的结构。讨论了偶极场对Co/Ni层的影响以及有限尺寸效应对自旋波谱的影响。
2008-02-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Sustained RF oscillations from thermally induced spin-transfer torque
我们调查的角度依赖性的自旋力矩时，施加跨自旋阀的温度差。我们的研究表明，存在一个非平凡的固定点，在这个角度的依赖性，即温度梯度的可能性，以稳定射频振荡，而不需要一个外部磁场。这种所谓的“波浪”行为已经可以在跨自旋阀施加电压差时发现，但是我们发现这种效果在温度差的情况下更加明显。我们的半经典理论的参数化与实验测量的参数，并允许一个预测的扭矩具有良好的精度的幅度。虽然热自旋扭矩的性质是不太有效的比它的电压对应，我们发现，在某些几何形状，温度差低至几度应该足以触发磁化的切换。
2014-02-19 cond-mat.mes-hall
Non-collinear single-electron spin-valve transistors
我们研究了通过一个小的金属簇连接到两个铁磁引线（单电子自旋阀晶体管）的“正统模型”的库仑阻塞的相互作用对运输的影响。岛和铁磁引线上的自旋积累之间的非局部交换被示出为影响的传输特性，如电流和自旋转移扭矩作为磁配置，栅极电压和施加的磁场的函数。
2005-04-06 cond-mat.mes-hall
Magnetic dynamics with spin transfer torques near the Curie temperature
我们使用原子随机Landau-Lifshitz-Slonczewski模拟来研究自旋阀磁性层中大的热涨落与自旋转移矩之间的相互作用。在接近居里温度$T_{\rm C}$的温度下，自旋电流可测量地改变磁化的大小（即，存在{ \it纵向}自旋转移效应）。自旋阀中的自由磁性层的磁化强度的变化修改了对于接近$T_{\rm C}$的温度的施加场-施加电流相图的温度依赖性。这些原子模拟可以精确地描述由Landau-Lifshitz-Bloch + Slonczewski方程，这是一个热平均的平均场论。模拟和平均场论都表明，纵向自旋转移效应可以是接近$T_{\rm C}$的磁化强度的很大一部分。
2009-06-12 cond-mat.mes-hall
Thermoelectric spin accumulation and long-time spin precession in a non-collinear quantum dot spin valve
研究了非共线量子点自旋阀中的热电自旋输运和自旋相关现象。利用这种设置，我们证明了单自旋动力学的量子点内的热电激发的可能性。多体交换场在单自旋上产生，表现为有效磁场作用于量子点中的净自旋积累。我们首先确定通用的条件下，零偏置自旋积累的点可以创建在热电制度。由此产生的自旋积累，然后示出受到类场自旋扭矩由于有效的磁场与任何接触。由于主要的封锁条件，所产生的这种自旋扭矩可能产生长时间的进动效应。这些现象与单自旋操纵和纯自旋电流产生的影响进行了讨论。
2013-06-13 cond-mat.mes-hall
A two-terminal spin valve device controlled by spin-orbit torques with enhanced giant magnetoresistance
我们报告的电流诱导自旋轨道转矩和巨磁阻在一个单一的设备，以实现全电写入和读出的磁化相结合。该器件由垂直磁化的TbCo和Co层组成，由Pt或Cu间隔物隔开。通过这样的层的电流注入施加自旋轨道转矩和切换的Co层的磁化，而TbCo磁化保持固定。随后的电流注入较低的幅度感测的Co和TbCo层的磁化的相对取向，这导致在两个不同的电阻水平的平行和反平行对齐由于电流在平面内的巨磁阻效应。我们进一步表明，包括一个单一的TbCo/间隔层/Co三层的器件的巨磁电阻可以提高从0.02%到6%，通过使用铜间隔层代替Pt。这种类型的设备提供了一个替代路线的两端自旋电子存储器，可以与适度的努力制造。
2021-08-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Current-induced macrospin vs spin-wave excitations in spin valves
从理论上研究了自旋阀中电流感生磁激发的模式依赖性。横向自旋电流以及吉尔伯特阻尼常数施加在磁化上的扭矩被发现强烈依赖于激发（自旋波）的波长。给出了激发选定自旋波的临界电流的解析表达式。宏观自旋（零波长）与有限波长的不稳定性的发病取决于设备的参数和电流方向，与最近的实验结果一致。
2005-09-09 cond-mat.mes-hall
Spin-resolved electron waiting times in a quantum dot spin valve
利用散射矩阵方法研究了非相互作用量子点自旋阀中电子的等待时间分布。由于量子点自旋阀在输入和输出通道中都包含两个通道（自旋向上和自旋向下），因此我们研究了三种不同的WTD：双通道WTD、自旋分辨单通道WTD和交叉通道WTD。我们分析了WTD在短时间内的行为，与不同的自旋极化和非共线角的电流行为。交叉通道WTD反映了两个自旋通道之间的相关性，可以用来表征自旋转移矩过程。我们从交叉道WTD的角度研究了前一次探测对后一次探测的影响，并将影响程度定义为交叉道WTD与首次通过时间分布之间的累积绝对差，以定量表征自旋翻转过程.这种影响程度与自旋转移矩具有相似的行为，可以作为自旋电子学系统中表征自旋关联的一种新途径。
2018-02-09 cond-mat.mes-hall
Micromagnetic simulations of persistent oscillatory modes excited by spin-polarized current in nanoscale exchange-biased spin valves
我们在纳米级交换偏置自旋阀中对电流驱动的磁化动力学进行了3D微磁学模拟，该自旋阀考虑了（i）自旋转移力矩对钉扎层的反作用，（ii）非线性阻尼和（iii）随机热力矩。我们的模拟表明，所有这些因素显着影响电流驱动的动力学，并导致理论预测和实验结果之间更好的协议。特别是，我们观察到，在一个非零的温度和亚临界电流，磁化动力学表现出非稳态行为，其中两个独立的持续振荡模式被激发，竞争的角动量提供的自旋极化电流。我们的研究结果表明，这种多模式的行为可以诱导的热和自旋转移力矩的联合作用。
2008-11-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Charge and spin transport in spin valves with anisotropic spin relaxation
研究了自旋轨道分裂对由大量子点和两个铁磁接触的二维电子气组成的自旋阀中电子输运的影响。在结构反转不对称（SIA）和体反转不对称（BIA）的存在下，自旋弛豫时间的巨大各向异性已被预测。我们展示了这种各向异性如何影响电子输运性质，如角磁阻和自旋转移矩。与直觉相反，各向异性自旋弛豫过程有时会增强自旋积累。
2006-10-27 cond-mat.mes-hall
Spin-transfer-torque resonant switching and injection locking in presence of a weak external microwave field for spin valves with perpendicular materials
采用全微磁学模拟方法系统研究了弱微波场对垂直材料自旋阀中自旋转移矩驱动磁化动力学的影响。在我们研究的系统中，根据动态稳定图中的工作点（偏置场和电流），我们观察到谐振开关和注入锁定。在切换区域中观察到的谐振切换发生在场频率接近主预切换模式的频率时，从而引起该模式在自由层的截面积中的不对称功率分布。在谐振频率下，开关时间弱地依赖于施加电流脉冲的时刻与微波场之间的相对相位。注入锁定，观察到的动力学区域，其特征在于由以下属性：（i）锁定带宽，这是线性依赖于力锁定，和（ii）的自振荡频率的整数谐波锁定。我们比较了我们的数值计算结果与非自治非线性系统的分析理论，在当前区域的振荡频率和输出功率的特点是从一个线性关系获得了很好的协议。
2010-08-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Bipolar switching in an orthogonal spin transfer spin valve device
我们展示了在平面磁化自旋阀器件，包括一个垂直磁化自旋极化层的电流诱导双极开关。此外，再次对于两个电流极性，在高电流下发生到具有中间电阻的状态的滞后转变。这些转变被证明是一致的宏观自旋模型，认为是相对于自由层平面倾斜的自旋极化电流，由于存在的自旋转移扭矩从极化层。这些独特的开关特性，其起源于非共线层磁化，是磁随机存取存储器和自旋扭矩振荡器设备的兴趣。
2014-08-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Universal angular magnetoresistance and spin torque in ferromagnetic/normal metal hybrids
铁磁/正常金属（F/N）异质结构的电阻取决于结的性质，所述结可以是隧道势垒、点接触或金属间界面。对于所有的结类型，无序的F/N/F垂直自旋阀的电阻作为磁化矢量之间的角度的函数被示出服从一个简单的普遍规律。自旋电流感生的磁化力矩可以通过这些自旋阀的角磁阻来测量。所得结果可推广到任意磁电子电路。
2002-05-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Interaction-driven spin precession in quantum-dot spin valves
我们分析了自旋相关的输运通过自旋阀组成的相互作用的量子点耦合到两个铁磁引线。量子点上的自旋和线性电导作为引线的磁化方向的相对角度$θ$的函数导出到点-引线耦合强度的最低阶。由于施加的偏置电压，自旋在量子点上累积，对于有限的充电能量，量子点经历扭矩，导致自旋进动。后者导致电导的非平凡的、相互作用依赖的、$θ$依赖性。特别是，我们发现，自旋阀效应减少所有$θ\neq π$。
2003-04-23 cond-mat.mes-hall
A unified drift-diffusion theory for transverse spin currents in spin valves, domain walls and other textured magnets
横向于铁磁体磁化方向的自旋只在很短的距离内存在。我们开发了一个漂移扩散的方法，捕获系统中的横向自旋效应的主要特征与任意自旋纹理（涡，域壁）和推广的Valet-Fert理论。除了标准的特征长度（多数和多数电子的平均自由程，自旋扩散长度），该理论引入了两个长度尺度，横向自旋相干长度和（拉莫尔）自旋进动长度。我们展示了如何从从头计算中提取这些长度或用巨磁阻实验测量。在长（绝热）畴壁，我们提供了一个解析公式，表示所谓的“非绝热”（或类场）的扭矩在这些长度尺度。然而，这种“非绝热”扭矩不再是一个简单的材料参数，而是取决于实际的自旋织构：在薄（<10 nm）的畴壁中，我们观察到与绝热极限非常显著的偏差。
2012-06-20 cond-mat.mes-hall
Observation of anomalous spin-torque generated by a ferromagnet
在这项工作中，我们报告的观察面内电流感应面外磁场驱动的自旋阀结构的扭矩。由于铁磁体具有高自旋轨道耦合，因此预期其是自旋轨道扭矩的来源，因为其具有非对称霍尔效应（AHE：等效于重金属中的自旋霍尔效应）。为此，我们在一个自旋阀（由一个固定磁体和一个自由磁体组成，中间用铜间隔隔开）中，通过面内射频电流，测量直流电压，进行了自旋力矩铁磁共振（ST-FMR）实验。我们的实验结果最终表明，施加在自由磁体上的自旋力矩不是由于固定磁体的AHE注入的自旋电流引起的，而是源于面内电流驱动的面外有效磁场。这是一类新的自旋力矩，它与Slonczewski自旋转移力矩和Rashba类场力矩完全不同。有效的面外磁场取决于被钉扎层的电流方向（面内）和磁化方向（面内）。这种非常规扭矩背后的一个可能机制可能是界面自旋散射，这也是当前面内GMR效应的起源。最重要的是，这种有效的面外扭矩可用于在自旋电子存储器应用中切换面外磁性位。
2017-06-22 cond-mat.mes-hall
Thermally Assisted Current-Driven Bistable Precessional Regimes in Asymmetric Spin Valves
非对称自旋阀中的自旋转移力矩可以使平行和反平行配置不稳定，并且在没有外部磁场的情况下也可以导致进动模式。我们发现在这样的系统中的一个双稳态旋进制度，并表明，热波动可以激发相应的振荡制度，以及分离的不可逆路径在低温下之间的过渡（电报噪声）。由于热致跃迁，所产生的电流驱动振荡的频率与在非常低的温度下获得的频率不同。我们还表明，双稳态区的功率谱由面外振荡模式主导。
2007-09-01 cond-mat.mes-hall
Current-induced torques in the presence of spin-orbit coupling
在强自旋-轨道耦合系统中，自旋转移矩与自旋流发散度之间的关系被推广为自旋转移矩、总角动量流和机械力矩之间的关系。在铁磁半导体中，自旋-轨道耦合很大，这些考虑会改变自旋转移力矩的行为。一个例子是自旋阀中的持续自旋转移力矩：自旋转移力矩不会从界面衰减，而是接近恒定值。第二个例子是在单个铁磁-铁磁界面处的机械扭矩。
2010-07-28 cond-mat.mes-hall
Transport theory for femtosecond laser-induced spin-transfer torques
飞秒激光脉冲泵浦下磁性层的超快退磁伴随着超热电子的非热自旋极化电流。本文从理论上研究了非共线磁化自旋阀中的自旋电流。为此，我们引入了一个扩展的超扩散自旋输运模型，使处理非共线磁配置，并将其应用到垂直自旋阀的几何形状。我们展示了如何自旋转移扭矩出现由于这种机制，并计算其作用的磁化强度，以及后者如何取决于层的厚度和其他输运参数。我们证明了面外磁化自旋电流极化器存在一定的最佳厚度，使得作用在第二磁性层上的转矩最大。此外，我们研究了磁化动力学的超扩散自旋转移力矩由于热电子流采用Landau-Lifshitz-Gilbert方程。因此，我们表明，飞秒激光脉冲施加到一个磁性层可以激发在第二个磁性层的磁化小角度进动。我们比较我们的计算与最近的实验结果。
2018-02-23 cond-mat.mes-hall
A numerical method to solve the Boltzmann equation for a spin valve
本文提出了一种数值算法来求解具有非共线磁化的磁性多层异质结构中电子分布函数的玻尔兹曼方程。该解决方案是基于一个散射矩阵形式主义的层是平面内的几何不变，使属性只垂直于平面变化。物理量如自旋密度、自旋电流和自旋转移力矩直接从分布函数计算。我们说明我们的解决方案的方法与系统的研究自旋转移力矩的自旋阀作为其几何形状的函数。结果同意与混合电路理论Slonczewski的几何形状典型的实验测量。
2007-01-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin-dependent Seebeck effect in non-local spin valve devices
我们进行了测量的Py/Cu和Py/Ag横向自旋阀作为注入电流的方向和幅度的函数。在“临界”电流以上，自旋注入对电流方向有意想不到的依赖性。正电流比负电流显示更高的自旋注入极化。这意味着，除了电流诱导的自旋注入，有一个热诱导注入从自旋相关的塞贝克效应。由焦耳加热引起的Py电极中的温度梯度负责将过量自旋注入非磁性通道中。这种效应对于理解高电流自旋基器件，如自旋转移矩器件具有重要意义。
2018-11-14 cond-mat.mes-hall
Perpendicular spin valves with ultra-thin ferromagnetic layers
我们解决两个有限尺寸效应在垂直输运通过磁性多层膜。当自旋阀中的磁性层厚度变得与自旋翻转扩散长度相当或小于自旋翻转扩散长度时，结构不对称性影响输运性质。厚度接近磁相干长度的磁性层对于垂直于磁化方向极化的自旋电流变得透明。我们使用广义磁电子电路理论来研究这两种效应对角磁阻和自旋转移矩的影响。我们分析了最近的aMR实验，以确定自旋翻转扩散长度的铁磁体以及界面自旋混合电导，并提出了一种方法来测量铁磁相干长度。
2007-02-15 cond-mat.mes-hall
Robust spin-transfer torque and magnetoresistance in non-collinear antiferromagnetic junctions
铁磁自旋阀和隧道结是自旋电子学应用的关键，也是最基本的自旋电子学器件之一。受反铁磁体在自旋电子学中潜在的独特优势的启发，我们在这里从理论上研究了由非共线反铁磁体构建的结。我们展示了一个大的和强大的磁阻和自旋转移扭矩能够超快切换之间的平行和反平行状态的结。此外，我们表明，非共线的顺序导致自旋转移力矩，这是在几个关键方面不同的自旋转移力矩在铁磁结。
2021-09-03 cond-mat.mes-hall
Spin-torque driven magnetic vortex self-oscillations in perpendicular magnetic fields
我们采用完整的微磁学模拟分析直流电流驱动的自旋阀纳米柱中的涡核在垂直场的自振荡，包括自旋扭矩和自洽计算的整个自旋阀的静磁场的耦合效应。较厚的纳米磁体中的涡旋沿着准椭圆形轨迹移动，该轨迹随着施加的电流而扩展，导致频率的蓝移，而较薄的纳米磁体的磁化由于偏置电流而不均匀。模拟解释了实验的磁阻场磁滞回线，并产生良好的协议与测量的频率与电流的行为，这种自旋扭矩涡旋振荡器。
2010-02-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Field-Free Synthetic-Ferromagnet Spin Torque Oscillator
我们研究了自旋阀结构的磁化动力学与自由复合合成铁磁体（SyF），由两个铁磁层通过正常的金属间隔耦合。在没有外加磁场的情况下，通过外加电流可以将铁磁耦合的SyF激发到动力学进动态。我们解析地确定这些状态的稳定性，在空间中跨越的电流密度和SyF层间交换耦合。数值模拟证实了我们的分析结果。
2013-01-18 cond-mat.mes-hall
Nonequilibrium dynamics in a spin valve with noncollinear magnetization
利用量子-经典混合运动方程方法研究了偏压下自旋阀中的自旋动力学和自旋转移矩。我们发现，局域化的经典磁矩和传导电子之间的相互作用诱导了一个复杂的有效的交换耦合的磁性层之间。这导致即使在平衡状态下，层各向异性轴的磁化强度也会降低。引入一个有限的偏置电压触发自旋电流和相关的自旋转移扭矩，进一步倾斜的磁化和管理自旋动力学的弛豫过程。分析不同的情况下所施加的偏置电压，我们表明，对称和不对称的电压降可以导致弛豫时间的自旋动力学不同的几个数量级在可比的电荷电流。在这两种情况下，我们观察到的共振功能，在那里的松弛被提升时，化学势的铅匹配的自旋阀电子的状态密度的最大值。
2022-11-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Spin orbit torque in disordered antiferromagnets
我们使用线性响应理论和紧束缚模型上实现的非平衡格林函数技术研究了存在Rashba自旋轨道耦合的反铁磁材料中电流诱导的自旋轨道扭矩。我们发现，交错的自旋密度来自带间的贡献。无序的影响仅限于力矩大小的减小，并没有对力矩对自旋轨道强度的依赖性以及反铁磁局域磁矩与巡游电子自旋之间的交换相互作用带来任何反常行为。我们证明了自旋轨道矩是强大的反铁磁自旋阀自旋转移矩的情况下，对应用程序的障碍相比。
2016-06-14 cond-mat.mes-hall
Spin-current vortices in current-perpendicular-to-plane nanoconstricted spin-valves
采用有限元方法，在具有强非均匀电流的复杂非共线几何条件下，数值求解了考虑自旋翻转和自旋转移力矩的电荷和自旋扩散方程.作为示例，研究了通过分离两个磁性层的非磁性纳米收缩的自旋相关输运。获得了出乎意料的结果，例如在纳米收缩附近的自旋电流的涡旋。结构的几何形状强烈影响磁阻和自旋转移力矩的角度变化。
2011-07-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Enhanced Domain Wall Motion in the Spin Valve Nanowires
根据Fert小组最近的实验，自旋阀铁磁纳米线中的畴壁运动速度与旧值相比几乎增加了一倍。在这项工作中，我们提出了一个额外的扭矩模型，所产生的层间交换相互作用，它可以增强或抑制的磁畴壁速度取决于交换常数的符号或相对于固定层的磁化方向的壁运动方向。
2008-11-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin Transfer Dynamics in Spin Valves with Out-of-plane Magnetized CoNi Free Layers
我们已经测量了自旋转移诱导的动态磁性纳米接触装置具有垂直磁化的Co/Ni自由层和面内磁化CoFe固定层。的频率和功率的激励同意以及与单域模型的预测，并表明，激发动力学对应于进动轨道的角度范围从零到90度，作为所施加的电流是在一个固定的字段增加。从测量的起始电流作为施加的电场强度的函数，我们估计的自旋力矩不对称参数λ ~ 1.5的大小。结合自旋力矩铁磁共振测量，我们还估计了这些设备中的自旋波辐射损耗。
2009-11-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Terahertz Spin Transfer Torque Oscillator Based on a Synthetic Antiferromagnet
采用Bloch-Bloembergen-Slonczewski方程模拟了合成反铁磁体作为自由磁性层的自旋阀自旋转移矩振荡器的磁化动力学。在没有外加磁场的情况下，如果合成反铁磁层之间的反铁磁耦合足够强，并且合成反铁磁层的顶（底）层厚度足够厚（薄）以获得宽的电流密度窗口，则可以预测合成反铁磁自旋转移力矩振荡器的高振荡频率达到太赫兹量级.另外，自由磁性层的横向弛豫时间与纵向弛豫时间相比应当足够大。否则，稳定的振荡不能被维持，或者将发生类似于具有相对低频率的常规的基于自旋阀的自旋转移力矩振荡器的情形。我们的计算为探索太赫兹自旋电子学器件铺平了新的道路。
2018-07-31 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Spin Torque in Anisotropic Tunneling Junctions
从理论上研究了在界面自旋轨道相互作用（SOI）存在的情况下，磁性隧道结中的自旋输运。由于界面SOI的存在，即使在没有外部自旋极化器的情况下，也可以在SOI中产生二阶电流驱动的自旋矩。该扭矩具有两个分量，面内和垂直于旋转平面，其可以诱导电流驱动的{ \em磁化切换}从面内到面外配置或{ \em磁化旋进}，类似于自旋阀中的自旋转移扭矩。因此，似乎可以通过改变偏置电压或在界面处电修改SOI来控制磁化稳定状态和动态。
2011-10-16 cond-mat.mes-hall
Injection locking at zero field in two free layer spin-valves
本文预测了基于两个自由层和两个垂直极化器组成的混合自旋阀的自旋转移力矩振荡器在零偏场下实现同步（通过注入锁定微波电流）的可能性。锁定区域达到微波频率附近的0.5f0，f0，和2f0，其中f0是输入振荡器频率。这些特性使得该系统在高速分频器、乘法器、锁相环解调器等方面有着广阔的应用前景。
2013-02-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Nanocontact vortex oscillators based on Co$_2$MnGe pseudo-spin valves
我们提出了一个实验研究的涡旋动力学的磁性纳米接触的基础上伪自旋阀包括Co $_2$ MnGe Heusler化合物。薄膜生长的分子束外延，精确的化学计量控制和定制的堆叠顺序，使我们能够定义底部的铁磁层作为参考层，与自由和参考层之间的耦合最小。使用纳米压痕技术制造了20 nm直径的纳米接触，导致自旋转移扭矩高于一定的电流阈值所产生的涡流的自持回转。通过结合频域和时域测量，我们表明，不同类型的自旋转移诱导的动力学相关的不同模式的磁涡旋配置，如模式跳跃，模式共存和模式灭绝出现除了通常的回转模式。
2021-06-28 cond-mat.mes-hall
Creation of Localized Skyrmion Bubbles in Co/Pt Bilayers using a Spin Valve Nanopillar
我们制造的设备中的磁性纳米柱自旋阀接触的Co/Pt双层薄膜与垂直磁各向异性，以实现局部控制的纳米柱下的Co/Pt双层的域。我们的目标是开发的能力，成核，检测和湮灭磁性skyrmions在Co/Pt使用自旋极化电流从纳米柱。我们展示了区分纳米柱下的Co/Pt膜的局部行为的能力，并表明这两者可以彼此独立地切换。这允许我们隔离柱下的局部域，其可以使用施加的电流和磁场与Co/Pt膜的其余部分分开控制。微磁学模拟表明，这种局域畴具有Skyrmion对称性。我们的结果代表了使用局部自旋转移扭矩控制室温skyrmions的第一步。
2017-12-19 cond-mat.mes-hall
