Asymmetric switching behavior in perpendicularly magnetized spin-valve nanopillars due to the polarizer dipole field
我们报道了垂直磁化自旋阀纳米柱的自由层开关场分布。虽然分布是一致的热活化模型，它们显示出强烈的不对称性之间的平行反平行和反向过渡，与平行反平行过渡的能量势垒高出50%以上。来自偏振器的不均匀偶极场被证明是这种对称性破缺的起源。有趣的是，对称性恢复与光刻定义的凹口对从柱横截面的中点沿椭圆长轴删除的设备。这些结果对垂直磁化MRAM位单元的热稳定性具有重要意义。
2011-11-05 cond-mat.mes-hall
Spin-dependent Seebeck coefficients of Ni_{80}Fe_{20} and Co in nanopillar spin valves
利用纳米柱自旋阀器件，我们实验测定了坡莫合金（Ni_{80} Fe_{20}）和钴（Co）的自旋相关Seebeck系数。这些器械专门设计用于将热相关效应与电荷相关效应完全分离。通过纳米柱自旋阀（由非磁性层（N）分隔的两个铁磁层（F）的堆叠）的纯热流导致与铁磁体的自旋相关塞贝克系数S_{S} = S_{\uparrow} - S_{\downarrow}成比例的热电压，其中S_{\uparrow}和S_{\downarrow}是上自旋和下自旋电子的塞贝克系数。通过使用基于自旋相关热电理论的三维有限元模型（3D-FEM），其输入材料参数在单独的设备中测量，我们能够准确地确定钴和坡莫合金的自旋相关塞贝克系数为-1.8微伏/开尔文和-4.5微伏/开尔文，分别对应于0.08和0.25的塞贝克系数极化P_{S} = S_{S} / S_{F}，其中S_{F}是铁磁体的塞贝克系数。结果与Co/Cu多层膜的早期理论工作以及Ni_{80} Fe_{20} /Cu自旋阀结构的自旋相关Seebeck和自旋相关Peltier测量结果一致。
2012-06-08 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
Large amplitude microwave emission and reduced nonlinear phase noise in Co2Fe(Ge0.5Ga0.5) Heusler alloy based pseudo spin valve nanopillars
研究了以Heusler合金Co2 Fe（Ga0.5Ge0.5）为电极的电流垂直于平面赝自旋阀纳米柱的微波辐射。我们观察到了超过150 nV/Hz ^[0.5]的大发射振幅（部分原因是大的磁阻）和低于10 MHz的窄产生线宽。我们还发现，线宽表现出显着的依赖于所施加的电场的大小和它的角度内的膜平面。当频率与电流的斜率接近零时，观察到线宽的最小值。这与理论预测一致，该预测考虑了非线性相位噪声作为线宽加宽的来源。
2011-11-19 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
Spin heat accumulation and spin-dependent temperatures in nanopillar spin valves
自从发现巨磁电阻效应以来，利用电子的固有角动量开辟了新的自旋基器件概念。自旋相关电导率的自旋向上和自旋向下电子的双通道模型很好地描述了这种器件中的自旋和电荷输运。在研究热与自旋输运之间的相互作用或自旋热电子学时，直到最近才假设两种自旋物质总是处于相同的温度。在这里，我们报告的观察不同的温度为自旋上（T_ \uparrow）和自旋下（T_ \downarrow）电子在纳米柱自旋阀受到热流。自旋热积累（T_s = T_ \uparrow -T_PDMATHABMN）的弱弛豫，特别是在室温下，对于我们的器件中探测它是必不可少的。使用3D有限元建模的自旋热积累（SHA）的值为120 mK和350 mK，分别在室温和77 K，这是10%的顺序的总温度偏差的支柱提取。这种技术独特地允许在低能量和高温下研究非弹性自旋散射，这是不可能的光谱方法。
2013-01-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
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-induced vortex-vortex switching in a nanopillar comprising two Co nano-rings
我们制作了一个电流垂直于平面的赝自旋阀纳米柱，它由一个厚的和一个薄的Co环组成，具有深亚微米的横向尺寸。直流电流可以有效地在环中诱导出具有所需手征的磁通闭合涡旋态。涡旋态之间的突变也实现了直流电流和巨磁电阻效应检测。奥斯特场和自旋转移矩对磁转变都有重要影响，但前者占主导地位。它们可以被设计成在涡旋到涡旋的转变中相互合作，通过仔细地设置厚Co环中涡旋态的手征性。
2007-01-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
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
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
Dynamics of thin-film spin-flip transistors with perpendicular source-drain magnetizations
“自旋翻转晶体管”是一种横向自旋阀，由铁磁源极漏极接触到一个薄膜正常金属岛组成，顶部有一个电浮置铁磁基极接触。利用磁电子电路理论和宏自旋Landau-Lifshitz-Gilbert方程，分析了源漏接触垂直于器件平面磁化的自旋翻转晶体管的\emph{dc}电流驱动磁化动力学.考虑了自旋翻转散射和自旋抽运效应。我们发现一个稳定状态旋转的基础磁化在GHz的频率是可调的源漏偏置。我们讨论了横向结构的优势，高频发电和驱动的纳米机械系统最近提出的纳米柱结构。
2006-01-27 cond-mat.mes-hall
Time-Resolved Magnetic Relaxation of a Nanomagnet on Subnanosecond Time Scales
我们提出了一个两个电流脉冲的时间相关实验研究的内在的亚纳秒非平衡磁动力学的纳米磁体在脉冲激发期间和之后。该方法被应用到一个模型自旋转移系统，一个自旋阀纳米柱垂直磁各向异性。由短延迟（< 500 ps）分开的两个脉冲被示出为导致与具有取决于延迟的持续时间的单个脉冲相同的切换概率。这证明了磁激发和弛豫之间的显著对称性，并提供了磁弛豫时间的直接测量。结果与一个简单的有限温度的Fokker-Planck宏观自旋模型的动力学是一致的，表明更多的相干磁化动力学在这个短时间的非平衡极限比接近平衡。
2012-05-31 cond-mat.mes-hall
Magnetic characterization and switching of Co nano-rings in current-perpendicular-to-plane configuration
我们制备了Co纳米环，并将其嵌入到具有深亚微米横向尺寸的垂直赝自旋阀纳米柱结构中。结果表明，电流垂直于平面的巨磁电阻可以有效地表征一个非常小的磁性纳米环。观察到洋葱态和磁通闭合涡旋态。Co纳米环不仅可以通过外加电场实现洋葱态和洋葱态与涡旋态的相互转换，还可以通过垂直注入的直流电流实现。
2006-12-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Mesoscopic Current-In-Plane Giant Magneto-Resistance
我们开发了一个三维的半经典理论，概括的Valet-Fert模型，以占非共线系统的磁纹理，包括例如畴壁或磁涡旋。该理论允许横向于磁化的自旋在有限长度上穿透铁磁体内部，并适当地考虑了Sharvin电阻。对于铁磁-正常铁磁多层膜，电流注入在层平面（CIP），我们预测存在一个非零的介观CIP巨磁阻（GMR）在扩散水平。这种介观CIP-GMR，它增加了通常的弹道贡献，具有非单调的空间变化，并让人想起层中的电导量子化。此外，我们还研究了自旋阀纳米柱中的自旋转移矩。我们发现，当自由层内部的磁化方向不均匀时，自旋力矩的变化非常显著，简单的一维计算不再可靠。
2011-09-16 cond-mat.mes-hall
Perfect and robust phase-locking of a spin transfer vortex nano-oscillator to an external microwave source
我们研究了自旋阀纳米柱中两个耦合涡旋的自旋转移驱动动力学所产生的自振荡信号与外部源的同步。对于仅几奥斯特的驱动幅度，在大于振荡器频率的10%的范围内发生对微波场hrf的锁相。使用在倍频同步，生成线宽被发现减少超过五个数量级的锁相制度（下降到1赫兹，频谱分析仪的分辨率带宽的限制）相比，自由运行制度（140 kHz）。这种完美的相位锁定适用于高达2MHz的频率失谐，这证明了其鲁棒性。我们还分析了自由运行的光谱线宽如何影响同步制度的主要特征。
2013-11-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
