论文摘要
自旋电子学是在传统电子学基础上调控自旋自由度,基于自旋的存储器具有读取速度快、能耗低、非易失等优点,这使得自旋电子学成为近期的研究热点。在磁学领域的应用则是通过利用重金属的自旋轨道耦合效应,通过Spin Hall Effect或（和）Rashba Effect将电荷流转化为自旋流作用在磁矩上产生自旋轨道力矩对磁矩进行调控。本论文就围绕这个主题在垂直磁化异质结Pt/Co/SmOx/Ta和人工反铁磁Ta/CoFe/Ru/CoFe/Pt中分别进行了自旋轨道力矩和单向自旋霍尔磁电阻的研究,结论简要论述如下:1.在垂直磁化异质结Pt/Co/SmOx/Ta采用谐波霍尔电压测试方法进行测量并提取自旋轨道力矩随电流密度变化关系及其温度特性。本论文实现了在室温下仅需1.2×106A/cm2的低电流密度对垂直磁矩的翻转,从100 K到400 K的温度范围内,其HDL项由2.01×10-66 Oe/(A·cm-2)上升到4.3×10-6Oe/(A·cm-2),而HFL项则受影响不大。最终将自旋霍尔角qSH随着温度升高而变大的特性归结于温度对Pt电阻率和磁近邻效应的影响。2.本论文采用PPMS和自主搭建的输运测量平台,测量了人工反铁磁Ta/CoFe/Ru/CoFe/Pt样品在不同磁场下其纵向磁电阻Rxx及纵向磁电阻RH的角度依赖关系。最后提取了Rxx的温度依赖关系发现随着温度的降低其AMR增大,并将其归因于低温下晶格散射和热扰动变弱,电子—磁子散射起主导作用的结果,SMR温度依赖性是由于随着温度的升高自旋霍尔角变大而自旋扩散长度减小。3.本论文在人工反铁磁Ta/CoFe/Ru/CoFe/Pt多层膜中采用二次谐波电压法测量了其R1ω和R2ω,通过提取二倍频电阻变化量△R2w-y发现其周期为2p,并且无论是磁矩的反向还是电流极性的改变都会使得△R2w-y变号:R（j,m）=-R（-j,m）=-R（j,-m）,即具有单向性,其幅值正比于电流密度,达到5mW/107A/cm2。本研究通过分析将其归结于界面及体的自旋相关电子散射所导致的,其信号大小与自旋霍尔效应诱导的界面自旋积累量有关。
论文目录
文章来源
类型: 硕士论文
作者: 杨坤亚
导师: 杨德政
关键词: 自旋轨道力矩,自旋霍尔效应,垂直磁矩翻转,单向自旋相关磁电阻
来源: 兰州大学
年度: 2019
分类: 基础科学
专业: 物理学
单位: 兰州大学
基金: 教育部长江学者和创新研究小组发展计划(编号: IRT 16R35),国家自然科学基金项目(编号:11774139 和 11674143)
分类号: O469
总页数: 67
文件大小: 3068K
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标签：自旋轨道力矩论文; 自旋霍尔效应论文; 垂直磁矩翻转论文; 单向自旋相关磁电阻论文;