Coulomb blockade-tuned indirect exchange in ferromagnetic nanostructures
我们发展了一个铁磁-绝缘体-正常金属铁磁（FINF）纳米结构的磁态可逆开关的理论。通过调节正常金属颗粒上的栅极电压调节库仑阻塞强度来控制开关。所提出的机制允许在不使耗散电流通过结构的情况下实现切换。
2018-07-05 cond-mat.mes-hall
Ferromagnetic resonance linewidth in coupled layers with easy-plane and perpendicular magnetic anisotropies
具有不同磁各向异性方向的磁性双层膜对于自旋电子学应用是有趣的，因为它们提供了设计倾斜剩余磁化状态的可能性。我们研究了两个层间交换耦合铁磁层的铁磁共振（FMR）线宽，第一个是具有垂直磁各向异性的CoNi多层膜，第二个是具有易面各向异性的CoFeB层。对于反铁磁层间交换耦合，升高FMR线宽下观察到的特征字段。这与在非耦合、铁磁耦合和单个铁磁层中发现的情况相反，其中FMR线宽随场单调增加。我们表明，在FMR线宽有一个显着增加的特征字段可以理解使用的层之间的海森堡型交换耦合的宏自旋模型。
2018-04-18 cond-mat.mes-hall
Strain tunability of perpendicular magnetic anisotropy in van der Waals ferromagnets VI3
具有高矫顽力的层状铁磁体在电子电路中的纳米级存储元件中具有特殊的应用，例如数据存储。因此，寻找新的硬铁磁体并有效地调节或提高磁性是当今层状磁体研究的热点。在这里，我们报告的应变调谐垂直磁各向异性范德华（vdW）铁磁体VI 3使用磁性圆二色性测量。对于未应变的薄片，M-H曲线显示具有垂直磁各向异性和大的矫顽力（在10 K时高达1.775 T）的矩形磁滞回线。在10 K下，当面内应变为2.9%时，材料的矫顽力最大可达2.6 T.我们的DFT计算表明，磁各向异性能（MAE）可以显着增加后，施加在平原拉伸应变，这有助于在VI 3薄片的磁性增强。同时，具有相似晶体结构的CrI 3的结晶度的应变可调谐性是有限的。其主要原因是与Cr ~（3+）相比，V ~（3+）在Ⅵ 6八面体中具有较强的自旋-轨道耦合。VI 3薄片的应变可调谐性突出了其集成到VDW异质结构中的潜力，为未来的纳米自旋电子器件和应用铺平了道路。
2022-08-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin-orbit field switching of magnetization in ferromagnetic films with perpendicular anisotropy
作为传统磁场的替代方案，本文提出了一种基于空间反转非对称平面内巡游电子通过s-d交换相互作用所经历的Rashba场的有效自旋轨道场来控制磁化强度的方法.在具有垂直磁晶各向异性的铁磁薄膜中，利用电流感生的自旋轨道场，在面内施加很小的磁场即可实现磁化翻转。由短至10 ps的电流脉冲诱导的自旋轨道场可以有效地引发超快磁化翻转，具有实验上可实现的电流密度。整个开关过程在100 ps左右完成。
2012-06-07 cond-mat.mes-hall
Quantized spin waves and perpendicular standing spin waves stimulated by current in a single-layered ferromagnetic wire
射频（RF）电流的整流效应在空间自旋分布和动力学方面是高度敏感的。出现了由直流（DC）电流刺激的额外自旋波模式，并且该自旋波可通过RF电流的整流来检测。提出了一个描述含时各向异性磁电阻或含时平面霍尔效应的唯象模型，并与实验结果进行了比较。伴随附加自旋波的非线性自旋动力学被研究为RF和DC电流、外部磁场和所施加的场方向的函数。
2008-03-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Reversal-mechanism of in-plane current induced perpendicular switching in a single ferromagnetic layer
我们提出了一个磁化反转模型来解释由面内电流引起的单个铁磁层的垂直开关。相反，以前提出的反转机制，这种磁开关是直接从Rashba或自旋霍尔效应，我们建议，这种类型的开关产生的电流诱导的手征依赖的畴壁运动。通过测量场相关的开关行为，我们表明，这种开关也可以实现任何两个多畴态之间，所有这些开关行为可以很好地解释这个模型。该模型表明，在这种结构中的自旋霍尔角可能被高估，也预测类似的开关行为在其他铁磁结构的手征畴壁或skyrmions。
2014-09-12 cond-mat.mes-hall
Thermal Effects on Damping Determination of Perpendicular MRAM Devices by Spin-Torque Ferromagnetic Resonance
本文利用自旋力矩铁磁共振测量垂直 MRAM 单元的器件级阻尼，发现热扰动会增强小于约 55 nm 单元的表观阻尼，且器件图形化导致的边缘损伤使器件级阻尼高于薄膜级阻尼并随单元尺寸减小而增加。
2024-07-30 cond-mat.mes-hall
Deterministic Switching of Perpendicular Ferromagnets by Higher harmonics of Spin-orbit Torque in Noncentrosymmetric Weyl Semimetals
University of Alabama at Birmingham（阿拉巴马大学伯明翰分校）
本文通过自旋轨道扭矩的高次角谐波，在保持面内镜像对称的系统中实现了垂直铁磁体的无场确定性翻转，并在非中心对称外尔铁磁体PrAlGe中通过第一性原理计算验证了该机制。
2026-04-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Enhancement of perpendicular magnetic anisotropy and Dzyaloshinskii-Moriya interaction in thin ferromagnetic films by atomic-scale modulation of interfaces
为了稳定非平凡的自旋纹理，例如，由于重金属磁性薄膜中的Skyrmions或手性畴壁，堆叠的重金属层的强自旋轨道耦合（SOC）必须引起额外的自由度，例如界面Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用（IDMI）。然而，先进的方法，同时控制IDMI和垂直磁各向异性（PMA）需要未来的自旋轨道电子器件的实现。在这里，我们显示了原子尺度的表面调制的磁性能和IDMI的影响，在由5d重金属/铁磁体/4d（5d）重金属或氧化物界面，如Pt/CoFeSiB/Ru，Pt/CoFeSiB/Ta，和Pt/CoFeSiB/MgO组成的超导薄膜。最大IDMI值对应于铁磁层的底部和顶部界面的相关粗糙度。所提出的方法显着提高PMA和IDMI通过在原子尺度上的界面粗糙度工程提供了一个强大的工具，其功能的精确和可靠的可控性的自旋轨道电子器件的发展。
2020-05-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Current induced switching of magnetic domains to a perpendicular configuration
在铁磁体-正常金属-铁磁体三层中，垂直于各层流动的电流在铁磁体的磁矩上产生扭矩。当其中一个接触是超导的时，转矩不仅有利于磁矩的平行或反平行对齐，如两个正常接触的情况，而且还可以有利于两个磁矩垂直的配置。此外，平行磁矩和反平行磁矩的电导是相同的，表明通常意义上没有巨磁阻，而在垂直配置中电导更大。因此，一个负的磁导预测，在通常的巨磁阻。
2001-02-15 cond-mat.mes-hall
Perpendicular magnetic anisotropy of two-dimensional Rashba ferromagnets
我们在二维Rashba模型内计算磁晶各向异性能。对于铁磁自由电子Rashba模型，磁各向异性是完全为零，无论Rashba耦合的强度如何，除非只有最低的带被占用。对于后一种情况，该模型预测面内各向异性。对于具有有限带宽的更现实的Rashba模型，随着带逐渐被填充，磁各向异性从平面内演变到垂直，再回到平面内。这种演变同意与第一性原理计算的界面各向异性，这表明Rashba模型捕获能量导致各向异性起源于接口提供的模型考虑到有限的布里渊区。结果表明，电子密度调制掺杂或外电压是更重要的压控磁各向异性比Rashba参数的调制。
2016-11-03 cond-mat.mes-hall
Indirect switching of vortex polarity through magnetic dynamic coupling
磁涡核表现出回转运动，并可能达到临界速度，在这一点上，他们反转其磁化的z分量。我们进行了微磁学模拟来描述这种涡核极性反转的磁性纳米盘呈现垂直各向异性。我们发现，临界速度随着垂直各向异性的增加而减小，因此偏离了一个通用的标准，该标准仅将该速度与材料的交换刚度相关。这导致临界速度与涡核半径成反比。我们还表明，在一对相互作用的磁盘，它是可能的，以开关的核心涡极性通过非本地激励;激励一个磁盘通过施加旋转磁场，一个是能够切换极性的邻居磁盘，具有较大的垂直各向异性。
2015-10-29 cond-mat.mes-hall
Lectures on ultrathin film ferromagnetism
Laboratory for Solid State Physics, ETH Zurich（苏黎世联邦理工学院固体物理实验室）
本讲义综述超薄铁磁薄膜的基本原理，分析其二维特性、磁序相变及拓扑激发，解释相关物理现象并指出部分相变机制待明确。
2026-08-13 cond-mat.mes-hall
Thermal-magnetic noise measurement of spin-torque effects on ferromagnetic resonance in MgO-based magnetic tunnel junctions
铁磁共振热磁噪声（T-FMR）可以用来测量纳米磁性隧道结（MTJ）的磁垂直各向异性。为此目的，T-FMR测量进行了与外部磁场高达14千奥斯特施加垂直于膜表面的MgO为基础的MTJ下的直流偏置。观察到的频率-场关系表明，20 A CoFeB自由层具有比CoFeB的本征体值小得多的有效退磁场，其中4PiMeff =（6.1 +/- 0.3）kOe。这个值是一致的饱和磁场从相同的CoFeB厚度的扩展膜上的磁力测量。另一方面，面内T-FMR对于有效退磁场显示出不太一致的结果，这可能是由于更复杂模式的激发。这些实验表明，垂直T-FMR是首选的纳米MTJ的定量磁表征。
2009-08-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Symmetry-breaking effects on spin-orbit torque switching in ferromagnetic semiconductors with perpendicular magnetic anisotropy
本研究通过微磁模拟探究对称性破缺对垂直磁各向异性铁磁半导体中自旋轨道矩翻转的影响，揭示偏置场失准的扭曲效应及多种内禀因素可实现无场SOT翻转，为相关实验解释和自旋电子学发展提供支撑。
2025-02-24 cond-mat.mes-hall
Anisotropic Electrical Spin Injection in Ferromagnetic Semiconductor Heterostructures
在垂直偏置的（Ga，Mn）As基自旋偏振光发光二极管中观察到平行于和垂直于电荷输运的自旋输运效率的14倍各向异性。自旋极化是通过测量电致发光的极化从（In，Ga）As量子阱放置在距离d（20至420 nm）低于p型铁磁（Ga，Mn）As接触。此外，随着d减小，平行于生长方向的收集，测量到偏振从0.5%单调增加到7%，而垂直方向的面内偏振（~0.5%）保持不变。
2002-01-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Field-free-switching state diagram of perpendicular magnetization subjected to conventional and unconventional spin-orbit torques
在强自旋轨道耦合的非磁性材料中缺乏某些晶体对称性允许存在非常规自旋霍尔响应，其中电生成的横向自旋电流具有共线流动和自旋方向。将这种自旋电流注入相邻铁磁层可以通过非常规的自旋轨道扭矩激发磁化动力学，从而导致具有垂直磁各向异性的铁磁体中的确定性切换。我们研究了传统和非传统的自旋轨道转矩之间的相互作用的磁化动力学的垂直铁磁体在小的固有阻尼限制，并确定了一套丰富的动力学制度，包括确定性和概率开关，进动和钉扎状态。与通常的看法相反，我们发现存在一个临界的常规自旋霍尔角，超过该角，确定性磁化切换过渡到旋进或钉扎状态。相反，我们表明，较大的非常规自旋霍尔角通常有利于确定性开关。我们推导出一个近似的表达式，定性地描述了完全确定性的开关和岁差状态之间的状态图边界，并讨论了一个标准，用于搜索破碎的自旋霍尔材料，以最大限度地提高开关效率。我们的工作为高效节能的自旋电子器件提供了一个路线图，这可能为先进的内存计算技术的应用打开大门。
2022-10-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Out-of-plane angle resolved second harmonic Hall analysis in perpendicular magnetic anisotropy systems
Indian Institute of Technology Bombay（印度理工学院孟买分校）
本文通过垂直方向角分辨二次谐波Hall测量研究垂直磁各向异性系统中的反常场向扭矩效率，结合LLGS方程低频磁化率极限提取阻尼-like和场向SOT效率。
2025-11-25 cond-mat.mes-hall
Revisiting the Analytical Solution of Spin-Orbit Torque Switched Nanoscale Perpendicular Ferromagnet
针对垂直磁体自旋轨道矩翻转中现有模型与实验偏差大的问题，本研究发现磁化强度平滑过渡而非先与自旋极化对齐，并指出进动手性反转是实现确定性翻转的关键，据此建立的新解析模型与实验数据高度吻合。
2024-08-25 cond-mat.mes-hall
Skyrmion mediated voltage controlled switching of ferromagnets for reliable and energy efficient 2-terminal memory
我们提出了一种两端纳米磁性存储元件的基础上采用单极电压脉冲，修改系统的垂直各向异性的垂直磁化纳米磁体的磁化反转。我们的工作表明，存在的Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用（Dzyaloshinskiii-Moriya Interaction，Dzyaloshinski-Moriya Interaction）可以创建磁化反转的替代路线，从而避免了需要利用旋进磁化动力学以及偏置磁场，这些都是在传统的基于电压控制的磁各向异性（VCMA）的垂直磁化切换中采用的。我们与广泛的微磁模拟，在热噪声的存在下，所提出的skyrmion介导的VCMA开关机制是强大的，在室温下，导致极低的错误切换，同时也可能是1-2个数量级的能源效率比最先进的自旋转移矩（STT）为基础的开关。
2017-07-25 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Domain wall structure in magnetic bilayers with perpendicular anisotropy
本文研究了具有垂直磁化的双层磁性膜（两个相互垂直的铁磁层之间被非磁性间隔层隔开）中的磁畴壁结构。结合磁力和弹道电子发射显微镜，我们能够揭示具有高空间精度的壁的磁结构的细节。在这些层中，我们表明，在单层中观察到的经典布洛赫壁转变为叠加的Néel壁由于铁磁层之间的磁耦合。与微磁学计算的定量协议。
2010-04-23 cond-mat.mes-hall
Interface induced manipulation of perpendicular exchange bias in Pt/Co/(Pt, Cr)/CoO thin films
在Pt/Co/（Pt，Cr）/CoO薄膜中，通过改变铁磁膜的厚度和间隔层来控制铁磁膜的垂直向交换偏置。薄膜的交换偏置特性、阻断温度、磁化强度等都与铁磁层和反铁磁层之间的隔离层（Pt、Cr）密切相关。Pt/Co/Pt/CoO薄膜表现为垂直交换偏置，而Pt/Co/Cr/CoO薄膜的易磁化轴位于薄膜平面内。从Pt/Co/Cr/CoO薄膜的难磁化曲线上也观察到了很小的磁滞现象。这可归因于样品的未对准或来自Pt/Co底部界面的小的垂直贡献。我们还研究了温度和间隔层依赖的样品的交换偏置性质的VSM磁强计。在Pt/Co/Pt/CoO样品中，我们观察到更厚的Co层具有更高的HEB和HC。此外，对于Pt/Co/Cr/CoO薄膜，交换偏置效应的起始温度要低得多。这清楚地表明，Cr间隔层不仅消除了垂直交换偏置，而且减少了Co和CoO之间的交换相互作用，从而降低了阻断温度。
2013-12-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Chromium-Induced Ferromagnetism with Perpendicular Anisotropy in Topological Crystalline Insulator SnTe (111) Thin Films
拓扑晶体绝缘体（TCI）是最近发现的一种物质拓扑相。它具有多个狄拉克表面态，这些狄拉克表面态受到晶体对称性的保护。这与在众所周知的拓扑绝缘体中起作用的时间反演对称性形成对比。在塞曼场和/或应变的存在下，多个狄拉克表面态是带隙的。如果化学势存在于所有的塞曼能隙中，则会出现高陈数量子反常霍尔态。本文采用分子束外延技术，在热处理过的SrTiO_3（111）衬底上，以五层绝缘（Bi_（0.2）Sb_（0.8））_2 Te_3拓扑绝缘体为缓冲膜，生长了12层纯的双层（DL）和掺Cr的SnTe（111）薄膜。在低温下，Cr掺杂的SnTe薄膜的霍尔迹线显示方形磁滞回线，表明具有垂直各向异性的长程铁磁有序。12 DL Sn 0.9Cr 0.1Te薄膜的居里温度约为110 K。由于穿过体价带的化学势，12 DL Sn 0.9Cr 0.1Te薄膜的反常霍尔电阻远低于量子化的预测值（~1/4 h/e ~ 2）.通过化学掺杂和电选通系统地调节化学势，有可能在Cr掺杂SnTe（111）薄膜中实现高Chern数QAH态。
2018-02-27 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
Tuning a binary ferromagnet into a multi-state synapse with spin-orbit torque induced plasticity
受人脑中离子主导的突触可塑性的启发，神经形态计算的人工突触采用与电荷相关的量作为它们的权重。尽管现有的电荷导出的突触仿真，在铁磁器件中控制电子自旋的方案也吸引了相当大的兴趣，由于其低能耗，无限的耐力，和有利的CMOS兼容性的优点。然而，在没有外部磁场的情况下，将二元铁磁体调谐成具有纯自旋主导的突触可塑性的多态存储器的普遍适用的方法仍然缺失。在这里，我们展示了如何突触可塑性的垂直铁磁FM 1层时，它是层间交换耦合的另一个面内铁磁FM2层，其中磁场自由电流驱动的多状态磁化切换的FM 1在Pt/FM 1/Ta/FM 2结构是由自旋轨道扭矩引起的。我们使用电流脉冲来设置垂直磁化状态，作为突触的重量，并证明自旋电子实现的兴奋性/抑制性突触后电位和尖峰时间依赖的可塑性。这种功能是可能的，通过在平面内层间交换耦合场的作用，导致加宽，多状态的磁反转特性。数值模拟，结合一个单一的垂直磁化Pt/FM 1/Ta结构的参考样品的调查，揭示了加宽是由于在平面内的场分量调谐的自旋轨道扭矩的效率，以驱动域壁的景观不同的钉扎电位。因此，我们的Pt/FM 1/Ta/FM2结构内的传统的二进制FM 1与固有的面内耦合场被调谐成一个多状态的垂直铁磁体，并表示神经形态计算的突触模拟器。
2018-10-22 cond-mat.mes-hall
Acoustic Wave Induced FMR Assisted Spin-Torque Switching of Perpendicular MTJs with Anisotropy Variation
我们已经研究了表面声波（SAW）诱导的铁磁共振（FMR）辅助自旋转移力矩（STT）开关的垂直MTJ（p-MTJ）的非均匀性使用微磁模拟，包括热噪声的影响。在适当的频率激励下，声表面波能在磁致伸缩材料中诱发铁磁共振，使磁化强度沿垂直于磁致伸缩材料方向的大偏转圆锥进动。随着通过横向各向异性变化以及室温热噪声的不均匀性的并入，在不同增益下的磁化旋进可以是显著不相干的。有趣的是，不同晶粒中的进动被发现是同相的，即使进动幅度（从垂直方向的偏转角）在不同各向异性的晶粒之间变化。然而，高平均偏转角可以通过显著降低STT电流来补充STT切换;即使施加的应力引起的各向异性变化远低于总各向异性势垒。这项工作表明，SAW辅助开关可以提高能量效率，同时可扩展到非常小的尺寸，这对STT-RAM具有重要的技术意义，并阐明了这种范例在具有热噪声和材料不均匀性的现实场景中的潜在鲁棒性的物理机制
2020-03-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
Ultrahigh efficient spin-orbit torque magnetization switching in all-sputtered topological insulator - ferromagnet multilayers
具有大垂直磁各向异性的铁磁体的自旋轨道力矩（SOT）磁化翻转在下一代非易失性磁阻随机存取存储器（MRAM）中具有巨大的潜力。这就需要一个高性能的纯自旋电流源，具有大的自旋霍尔角和高的电导率，这可以通过大规模生产技术制造。在这项工作中，我们证明了高效和强大的SOT磁化开关在所有溅射的BiSb拓扑绝缘体垂直磁化Co/Pt多层膜。尽管通过工业友好的磁控溅射而不是实验室分子束外延来制造，但是拓扑绝缘体层BiSb显示出$θ$ $_{SH}$ = 12.3的大自旋霍尔角和$σ$ = 1.5 x $10^5$ $Ω^{-1}$ m $^{-1}$的高电导率。我们的研究结果证明了BiSb拓扑绝缘体用于实现超低功耗SOT-MRAM和其他基于SOI的自旋电子器件的大规模生产能力。
2020-07-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Universal domain wall dynamics under electric field in Ta/CoFeB/MgO devices with perpendicular anisotropy
铁磁/氧化物电介质结构中的电场效应提供了一种以低功耗控制畴壁动力学的新途径。然而，电场对DW速度的影响到目前为止只观察到在蠕变制度，DW速度低，由于强相互作用与钉扎网站。在这里，我们展示了具有垂直磁各向异性的Ta/Co 40 Fe 40 B20/MgO/TiO 2结构中从蠕变到流动状态范围内的DW速度的栅极电压调制。我们证明了一个通用的描述的作用，施加的电场在各种钉扎依赖的制度，考虑到一个有效的磁场是线性的电场。此外，发现电场效应在Walker机制中改变符号。我们的工作为铁磁金属/绝缘体界面电场效应的研究和优化提供了新的机会。
2016-06-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Using rf voltage induced ferromagnetic resonance to study the spin-wave density of states and the Gilbert damping in perpendicularly magnetized disks
我们研究了如何在射频电压感应铁磁共振自旋波共振线的形状可以用来提取自旋波态密度和具有垂直各向异性的纳米隧道结旋进层内的阻尼。我们的工作与沿易轴施加的字段，以保持系统的单轴对称性。我们描述的设置来研究的磁化率贡献的自旋波的场频率空间。然后，我们确定了最大的设备尺寸以上的自旋波不能再孤立地研究，因为它们的响应的线宽使它们重叠。射频电压感应信号是两个电压的总和，具有可比的幅度：第一个电压，源于横向磁化率和磁阻整流和第二个电压，产生于非线性纵向磁化率和所产生的时间平均变化的微磁配置。横向和纵向磁化率信号具有不同的直流偏置依赖性，使得它们可以通过测量器件如何在不同的直流偏置电压下整流射频电压来分离。横向和纵向磁化率信号具有不同的线形;它们的联合研究可以产生具有与标准FMR相比的置信度的设备的自由层的吉尔伯特阻尼。我们的方法是说明基于FeCoB的自由层，其中单独的自旋波可以充分解决只有低于200 nm的磁盘直径。具有90 nm直径的装置上的谐振线形状与0.011的吉尔伯特阻尼一致。0.011的阻尼超过在未图案化的膜上测量的0.008的值，这表明需要器件级测量来正确评估耗散。
2017-09-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Negative GMR Effect in current perpendicular-to-plane (Zn,Cr)Te/Cu/Co spin salves
研究了以Cr掺杂的宽带隙半导体ZnTe为铁磁电极的电流型CPP自旋托盘的磁性和输运性质。在低温下，这些CPP自旋阀中观察到负的磁电阻，具有很强的温度依赖性。这种效应可以通过（Zn，Cr）Te和Co中自旋散射不对称系数的巨大差异来解释，这是由于两种材料的非常不同的自旋极化，如DFT计算所揭示的。
2022-11-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Pt and CoB trilayer Josephson $π$ junctions with perpendicular magnetic anisotropy
本文报道了Pt/Co $_{68}$ B $_{32}$ /Pt铁磁势垒的Nb基约瑟夫森结的电输运性质。势垒表现出垂直磁各向异性，这对于不影响结的夫琅和费响应的磁化面内系统的潜在应用具有主要优点。此外，我们报告说，没有磁性死层在Pt/Co $_{68}$ B $_{32}$接口，使我们能够研究与超薄Co $_{68}$ B $_{32}$的障碍。在结中，我们观察到的临界电流的幅度振荡的Co $_{68}$ B $_{32}$强铁磁合金层的厚度的增加。振荡归因于跨结的基态相位差从零修改为$π$。在$0.2~\leqslant~d_\text{CoB}~\leqslant~1.4$ ~nm的厚度范围内的多重振荡表明，我们已经获得了第一个零- $π$和$π$ -零相变。我们的研究结果燃料的低温存储设备的基础上铁磁约瑟夫森结的发展。
2021-04-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Covalent 2D Cr$_2$Te$_3$ ferromagnet
为了拓宽范德瓦尔斯二维磁体的应用范围，我们报道了共价二维磁性Cr $_2$ Te $_3$的合成及其磁性，其厚度可达一个晶胞。2D Cr $_2$ Te $_3$晶体具有很强的铁磁性，居里温度为180 K，垂直各向异性为7 × 105 J m-3，20 K时的矫顽力约为4.6 kG.第一性原理计算进一步显示了从倾斜到共线铁磁性的转变，从垂直到面内各向异性的转变，以及原子级薄的Cr $_2$ Te $_3$中出现的半金属行为，这表明其在将具有高自旋极化的载流子注入到自旋电子器件中的潜在应用。
2021-02-27 cond-mat.mes-hall
Experimental verification of the inverse Anomalous spin Hall effect with perpendicular magnetic anisotropy Materials
通过自旋泵浦技术在BIG/NiO/Fe样品中实验验证反常逆自旋霍尔效应，发现垂直磁化构型下存在依赖于磁化、自旋极化与自旋电流方向的独特自旋-电荷转换机制。
2023-12-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Surface spin-transfer torque and spin-injection effective field in ferromagnetic junctions: Unified theory
本文从理论上考虑了自旋阀型铁磁金属结中垂直于界面流动的电流。首次研究了一种有效的方法来计算两种电流效应的同时作用，即非平衡纵向自旋注入和横向自旋转移表面力矩。推导并求解了涨落的色散关系。对于足够厚的自由层，解决了由于不稳定而产生的稳态非线性问题。
2005-07-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Micromagnetic understanding of the skyrmion Hall angle current dependence in perpendicular magnetized ferromagnets
对Skyrmion动力学性质的理解是实现具有竞争力的超越CMOS的Skyrmion技术的一个基本方面。大多数的理论方法是基于刚性skyrmion的近似。然而，热涨落可以通过激发热模来驱动skyrmion尺寸的连续变化。在这里，通过利用希尔伯特-黄变换，我们证明，至少有两个热模式可以激发这是非平稳的时间。此外，刚性Skyrmion近似的一个限制是，该假设不允许正确地描述最近的实验证据的Skyrmion霍尔角依赖于驱动力的幅度，这是成比例的注入电流。在这项工作中，我们表明，在一个理想的样品中，类场和阻尼类扭矩的组合效应的呼吸skyrmion确实可以引起这样的电流依赖skyrmion霍尔角。虽然在这里，我们设计和控制的呼吸模式的skyrmion，我们的结果可以链接到实验，考虑到热波动和/或无序可以激发呼吸模式。我们还提出了一个实验来验证我们的研究结果。
2018-08-04 cond-mat.mes-hall
Spin-torque driven ferromagnetic resonance in a nonlinear regime
Co掺杂的自旋阀纳米结|利用具有垂直各向异性的Ni多层膜研究了非线性区自旋矩驱动的铁磁共振（ST-FMR）。在大幅度微波电流激励下，测量了恒磁场扫描的共振线，该共振线产生了Co的大角度进动|Ni层磁化。随着射频功率的增加，共振线变宽，变得不对称，其峰值向较低的外加场移动。在高功率下，也观察到ST-FMR电压信号的非滞后阶跃。结果进行了分析，在折叠效应的强迫非线性振荡器和相比，宏自旋模拟。ST-FMR非滞后阶跃响应可用于频率和振幅可调的纳米级场传感器。
2009-10-24 cond-mat.mes-hall
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
Anisotropic spin relaxation in graphene
在非局域几何条件下，研究了石墨烯自旋阀器件中石墨烯的自旋弛豫。具有面内磁化的铁磁电极注入平行于石墨烯层的自旋。它们在垂直于石墨烯层施加的磁场$B$下经受Hanle自旋旋进。高于1.5T的场迫使铁磁触点的磁化方向与场对准，从而允许垂直于石墨烯平面的自旋注入。在B = 0和B = 2T下的自旋信号的比较显示，与平行于石墨烯层的自旋相比，垂直于石墨烯层的自旋的自旋弛豫时间减少20%。我们分析的结果在不同的强度的自旋轨道有效场在面内和面外的方向。
2008-02-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Shape Anisotropy Enabled Field Free Switching of Perpendicular Nanomagnets
本研究针对垂直磁化SOT-MRAM翻转需额外外场的问题，通过设计铁磁体为三角形形状产生内场打破翻转对称性，在铂基钴纳米磁体上实现纳秒脉冲驱动的无外场确定性翻转，结果与微磁模拟一致。
2025-04-02 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Inverse Spin-Galvanic Effect in a Topological-Insulator/Ferromagnet Interface
当铁磁体沉积在拓扑绝缘体的表面时，拓扑保护的表面态产生能隙，成为二维量子霍尔液体。我们表明，在这样的液体中的霍尔电流，由外部电场引起的，可以有很大的影响，通过改变有效的各向异性场的铁磁体的磁化动力学。这种变化是无耗散的，甚至在弱自旋轨道耦合铁磁体中也可能是实质性的。我们研究了单层薄的绝缘铁磁体中无耗散电流诱导磁化反转的可能性，并讨论了这种效应的可能应用。
2009-11-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Optical spin transfer and spin-orbit torques in thin film ferromagnets
研究了圆偏振光激发下薄膜铁磁层中的光致转矩。我们研究的情况下，有和没有Rashba自旋轨道耦合使用4带模型。在没有Rashba自旋轨道耦合的情况下，我们推导出了光学力矩的解析表达式，揭示了力矩主要来自光学自旋转移力矩（即当力矩沿光学角动量方向时）的条件，以及当力矩来自逆法拉第效应（即当力矩垂直于光学角动量时）的条件。我们发现，当激发能远离带边跃迁时，光自旋转移矩占主导地位，磁交换分裂远大于寿命展宽。对于大的Rashba自旋轨道耦合和面外磁化的情况下，我们发现扭矩一般是垂直于光子角动量，并归因于光学Edelstein效应。
2017-09-15 cond-mat.mes-hall
Spin-orbit torque switching without external field with a ferromagnetic exchange-biased coupling layer
通过自旋-轨道力矩（SOT）的垂直铁磁自由层的磁化反转是磁性随机存取存储器（MRAM）中自旋转移力矩（STT）切换的有吸引力的替代方案，其中写入过程涉及使高电流穿过磁阻隧道势垒。确定性SOT开关通常需要一个小的击穿偏置场，但在自旋电子学应用中从外部产生场是不切实际的。在这里，我们展示了强大的零场SOT开关的垂直Co 90 Fe 10（CoFe）自由层的对称性被打破的磁耦合到第二个面内交换偏置的CoFe层通过一个钌间隔。自由层的优选磁性状态由电流极性和层间交换耦合（IEC）的性质确定。我们的战略提供了一个可扩展的解决方案，以实现无偏置场的SOT开关，可以导致一代基于SOT的设备，结合高存储密度和耐久性与潜在的低功耗。
2015-11-18 cond-mat.mes-hall
Spin torque in a magnetic trilayer coupled to a superconductor
铁磁体-正常金属-铁磁体三层不保存自旋电流，因此，传导电子可以在磁矩上产生扭矩。当三层连接到超导电极时，由垂直于三层流动的电流产生的自旋扭矩可以将系统驱动到两个磁矩彼此垂直的配置。在这里，我们认为，在对比的非平衡扭矩，平衡扭矩（或磁交换相互作用）并没有挑选出的垂直配置。我们计算了一维晶格模型的平衡力矩，发现它对超导性的存在很敏感。
2001-07-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Magnetoelectronic Spin Echo
我们预测的自旋回波电子输运通过层状铁磁-正常-铁磁金属结构：而垂直于磁化方向极化的自旋电流衰减时，通过添加第二个相同的，但反平行的铁磁体的铁磁自旋相干长度的尺度上穿过一个单一的均匀铁磁体。这种重入横向自旋电流类似于脉冲激发下原子核磁化的自旋回波效应。我们提出了一个实验装置来测量磁电子自旋回波。
2003-11-17 cond-mat.mes-hall
Energy efficient and fast reversal of a fixed skyrmions with spin current assisted by voltage controlled magnetic anisotropy
最近的工作[1，2]表明，具有自旋转移矩（STT）的铁磁反转在存在磁致伸缩的情况下需要比切换相同尺寸和垂直磁各向异性（PMA）的典型铁磁体更多的电流。然而，benefit促进稳定的skyrmion和我们报告说，当垂直各向异性调制（减少）的skyrmion和铁磁体，它需要更小的电流来扭转固定的skyrmion比扭转铁磁体在同一时间，或skyrmion扭转速度比铁磁体在类似的电流水平。我们表明，严格的微磁模拟和能量画像的skyrmion切换进行沿不同的路径在非常低的PMA，这导致在所需的自旋电流或反转所需的时间显着减少。这可以具有存储器应用的潜力，其中标准STT-RAM的相对简单的修改以包括与软磁层相邻的重金属并且具有隧道势垒的适当设计可以导致基于固定skyrmions的反转的能量高效和快速磁存储器器件。
2017-06-19 cond-mat.mes-hall
