垂直自由层倾斜极化层自旋阀结构中的磁矩翻转和进动∗

王日兴 叶华 王丽娟 敖章洪

1)(湖南文理学院洞庭湖生态经济区建设与发展省级协同创新中心,常德 415000)

2)(湖南文理学院电气与信息工程学院,常德 415000)

垂直自由层倾斜极化层自旋阀结构中的磁矩翻转和进动∗

王日兴1)2)†叶华2)王丽娟2)敖章洪2)

1)(湖南文理学院洞庭湖生态经济区建设与发展省级协同创新中心,常德 415000)

2)(湖南文理学院电气与信息工程学院,常德 415000)

(2017年2月20日收到;2017年3月18日收到修改稿)

在理论上研究了垂直自由层和倾斜极化层自旋阀结构中自旋转移矩驱动的磁矩翻转和进动.通过线性展开包括自旋转移矩项的Landau-Lifshitz-Gilbert方程并使用稳定性分析方法,得到了包括准平行稳定态、准反平行稳定态、伸出膜面进动态以及双稳态的磁性状态相图.发现通过调节电流密度和外磁场的大小可以实现磁矩从稳定态到进动态之间的转化以及在两个稳定态之间的翻转.翻转电流随外磁场的增加而增加,并且受自旋极化方向的影响.当自旋极化方向和自由层易磁化轴方向平行时,翻转电流最小;当自旋极化方向和自由层易磁化轴方向垂直时,翻转电流最大.通过数值求解微分方程,给出了不同磁性状态磁矩随时间的演化轨迹并验证了相图的正确性.

磁矩翻转,自旋转移矩,稳定性分析

1 引言

由自旋极化电流产生的自旋转移效应[1,2]因其在信息处理和和微波激发中广阔的应用前景,被认为是自旋电子学发展史上一里程碑式的发现.如果沿垂直于……