【摘 要】
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近年来,随着科技的发展,磁性存储器的性能也随之提升,信息写入方式也从电流产生的奥斯特场到自旋转移矩（STT）再到如今的研究热门课题——自旋轨道矩（SOT）,磁存储器件因其突出的性能优势而受到了广泛的关注。然而,目前对于不同翻转方式之间的性能差异和具体的翻转过程还缺乏系统的研究,大尺寸器件中部分翻转的现象仍然亟待解释。本文主要通过宏观自旋模拟、微磁学模拟和实验测量的方式,研究了垂直磁各向异性铁磁体中
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近年来,随着科技的发展,磁性存储器的性能也随之提升,信息写入方式也从电流产生的奥斯特场到自旋转移矩（STT）再到如今的研究热门课题——自旋轨道矩（SOT）,磁存储器件因其突出的性能优势而受到了广泛的关注。然而,目前对于不同翻转方式之间的性能差异和具体的翻转过程还缺乏系统的研究,大尺寸器件中部分翻转的现象仍然亟待解释。本文主要通过宏观自旋模拟、微磁学模拟和实验测量的方式,研究了垂直磁各向异性铁磁体中电流驱动磁化翻转的微观过程。主要的研究内容如下:（1）通过宏观自旋模型研究了以磁场、STT、SOT为驱动力时,磁矩翻转的条件、过程、翻转时间等翻转性能,计算了施加不同驱动力后力矩分布图的变化,研究了磁矩轨迹的形状成因。计算表明,SOT驱动磁化翻转的速度远大于磁场和STT驱动磁化翻转的速度,这种差异源于SOT主要对力矩z分量有贡献,而非面内分量。不同于STT,SOT需要辅助场打破翻转对称性来诱导磁矩实现确定性翻转。（2）通过实验和微磁学模拟研究了Ta/Pt/[Co/Ni]nCo/Ta体系中电流产生的SOT驱动的磁化翻转过程的。磁光克尔显微镜观察表明薄膜的磁化翻转是通过先在器件边缘成核,然后通过畴壁移动移动的过程来完成。通过微磁学模拟复现实验现象,分析并提出了磁矩二维分布模型,解释了二维器件中畴壁倾斜和不对称扩张的现象。
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