| 0 |
|
Исследовательская группа проф. Хидео Оно (Hideo Ohno) и доц. Сюнске Фуками (Shunsuke Fukami) из Университета Тохоку изучила управление намагниченностью с помощью тока, подаваемого на гетероструктуры, содержащих антиферромагнетик. Они обнаружили, что ток приводит к появлению спинового тока электронов в антиферромагнетике, который вызывает переключение намагниченности в соседнем ферромагнетике.
Полученные результаты проливают свет на новую физику антиферромагнетиков, а также открывают различные пути в направлении создания интегральных схем со сверхнизким энергопотреблением и других новых приложений, таких как нейроморфические вычисления.
Как ожидается, спинтронные устройства, которые могут хранить информацию с помощью направления вектора намагниченности без потребления электроэнергии, позволят реализовать интегральные схемы сверхнизкой мощности. Ключевой вопрос для их применения – как добиться быстрого и надежного переключения намагниченности при низком энергопотреблении.
В последнее время схема переключения с использованием спинового тока электронов, возникающего благодаря спин-орбитальному взаимодействию, привлекает к себе большое внимание как новый метод для достижения быстрого и надежного управления намагниченностью. Этот эффект наблюдается в гетероструктурах, обычно состоящих из ферромагнетика и немагнитного слоя тяжелых металлов, и называется спин-орбитальный момент, индуцированный переключением намагниченности.
Группа ученых исследовала спин-орбитальный момент, индуцированный переключением в двухслойной системе антиферромагнетик-ферромагнетик. До сих пор движение спина электрона в антиферромагнетиках изучено не достаточно хорошо. Ученые изготовили переключающие устройства из уложенных в стопку (стек) антиферромагнетика PtMn и ферромагнетика Co/Ni, и электрически оценивали свойства переключения при комнатной температуре. Они обнаружили, что ток, протекающий в антиферромагнетике, создает спин-орбитальный момент достаточно большой, чтобы вызвать переключение намагниченности в соседнем ферромагнетике.
Следует отметить, что в то время как спин-орбитальное переключение момента в двухслойных системах не-магнетик-ферромагнетик, изучаемое ранее, требовало наличия в плоскости внешнего поля, существующая система позволяет выполнять переключение без поля благодаря уникальным свойствам, возникающим на границе раздела антиферромагнетик-ферромагнетик.
Более того, было обнаружено, что в определенных структурах стека обратной частью намагниченности можно управлять аналоговым способом с помощью силы приложенного тока, и эта особенность также может быть атрибутом, связанным с природой антиферромагнетика.
Эта работа имеет большое значение как со стороны научной, так и прикладной точки зрения. С точки зрения физики, полученные результаты позволяют достичь более глубокого понимания антиферромагнетиков и явления переноса спина, такого как топологический эффект Холла. С прикладной точки зрения, переключение без внешнего поля, достигнутое в этой работе, демонстрирует потенциал для реализации устройств на основе спин-орбитального момента в будущих интегральных схемах со сверхнизким энергопотреблением. Кроме того, так как наблюдаемое здесь аналогоподобное поведения напоминает способ работы синапсов в головном мозге, настоящее антиферромагнитное-ферромагнитное устройство может быть ключом к реализации нейроморфических вычислений, которые, как известно, позволяют достичь эффективной обработки информации.
Схематическое изображение системы двухслойного антиферромагнетика-ферромагнетика, изученной в этой работе. Ток, поданный к бислою, приводит к возникновению спинового тока в перпендикулярном направлении по отношению к плоскости пленки. Намагниченность ферромагнетика вблизи границы раздела смещена в направлении плоскости пленки из-за взаимодействия с антиферромагнетиком, что позволяет выполнять переключения без наличия поля
Стратегія охолодження ЦОД для епохи AI
| 0 |
|
