基于自旋波角动量转移力矩的磁化状态翻转的系统及方法技术方案

本主题申请描述了基于自旋波角动量转移力矩的磁化状态翻转的系统及方法。自旋波自旋流在处于第一磁化状态的第一磁性层中生成。所述自旋波自旋流通过自旋波角动量转移力矩在由一个界面与所述第一磁性层分开的处于第二磁化状态的第二磁性层实现磁化状态翻转。或者，自旋波自旋流在处于第一磁化状态的第一磁畴中生成。所述自旋波自旋流通过自旋波角动量转移力矩实现磁畴壁的定向移动。所述磁畴壁位于所述第一磁畴与处于第二磁化状态的第二磁畴之间。

【技术实现步骤摘要】

此专利技术涉及由自旋波角动量转移力矩驱动的磁化状态翻转。
技术介绍
纳米线中磁畴壁的定向移动由于其重要的应用前景成为近年来很受关注的课题。其中一种应用是纳米尺寸器件中的磁数据存储。磁数据存储器件通过磁化模式的操控在磁性介质上进行数据的存储和擦除。磁化状态的转换(也被称为磁化状态翻转)是相对于磁场矢量(磁化矢量)的初始方向进行磁场矢量方向的180度再定位以操控磁化模式的过程。下述条件下磁畴壁可以在纳米线中定向移动(I)静态外磁场或微波(交变磁场)作用和/或(2)自旋极化电流作用。外磁场实际很难实现驱动磁畴壁运动难以实现实际应用。当器件尺寸减小时，形状各向异性效应显著增加，实现磁化状态翻转所需的磁场强度也变大。在磁数据存储的实际应用中，磁场本身的非局域性限制了磁存储设备的密度。通过电子自旋流的自旋转移力矩驱动的磁畴壁运动在磁存储器件中亦难以实现。虽然电子自旋流的自旋转移力矩不需要大磁场，但需要很高的临界电流密度。很高的临界电流密度会产生了很大的焦耳热，其成为了磁化翻转实际应用的瓶颈。上述背景仅仅是意指提供一个关于磁化状态操控的大体介绍，并非意指详细说明。一旦仔细研究下面详细描述的一个或本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种系统，包含：第一磁性层，其处于第一磁化状态；第二磁性层，其处于第二磁化状态并且由一个界面与所述第一磁性层分开；以及波源，其配置成在所述第一磁性层中生成自旋波以通过自旋波角动量转移力矩使所述第二磁性层的磁化状态翻转。

【技术特征摘要】
2011.10.03 US 61/626,7681.一种系统，包含 第一磁性层，其处于第一磁化状态； 第二磁性层，其处于第二磁化状态并且由一个界面与所述第一磁性层分开；以及 波源，其配置成在所述第一磁性层中生成自旋波以通过自旋波角动量转移力矩使所述第二磁性层的磁化状态翻转。2.根据权利要求1所述的系统，进一步包含一个非磁性材料层，其布置于所述第一磁性层和所述第二磁性层之间并且与所述第一磁性层和所述第二磁性层均接触。3.根据权利要求2所述的系统，其中所述非磁性材料层由非磁性金属材料或非磁性绝缘体材料制成。4.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一磁性层的材料或所述第二磁性层的材料从磁性金属材料、磁性半导体材料、磁性绝缘体材料中选取。5.根据权利要求1所述的系统，其中所述波源利用垂直于所述第一磁化状态的磁化方向施加的振荡磁场来生成所述自旋波。6.根据权利要求1所述的系统，其中所述波源利用温度梯度在所述第一磁性层、所述第二磁性层或所述界面生成自旋波。7.根据权利要求1所述的系统，其中所述波源利用电流在所述第一磁性层、所述第二磁性层或所述界面生成自旋波。8.一种自旋电子器件，包含 第一磁畴，其具有第一磁化方向； 第二磁畴，其具有与第一磁化方向相反的第二磁化方向；以及 磁畴壁，其位于所述第一磁畴与所述第二磁畴之间； 其中，所述自旋电子器件在磁纳米线中，所述磁纳米线具有与所述第一磁畴的所述第一磁化方向平行的易磁化轴。9.根据权利要求8所述的自旋电子器件，其中自旋波在所...

【专利技术属性】
技术研发人员：王向荣，严鹏，王宪思，
申请(专利权)人：香港科技大学，
类型：发明
国别省市：