反铁磁层中电流诱导自旋转矩效应的机理研究

基于巨磁电阻（GMR）和隧道磁电阻（TMR）效应的新型磁电阻器件已经广泛的应用于生活、科研、生产等领域。近年来，上述效应的逆效应-自旋转矩效应成为自旋电子学中的一个重要的研究热点，即利用通过系统的电流来实现对铁磁薄膜磁化方向的控制。而降低临界电流密度，是自旋转矩效应能否能应用于自旋电子学器件的关键。本项目拟采用磁控射频溅射法制备Ta/MnIr/FeCo/Cu/FeCo/Ta自旋阀结构的多层膜。在电流沿膜面流动自旋阀结构中研究测试电流的大小对交换偏置场翻转的影响及对AFM层的自旋扭矩效应。另外，在低温下测试以避免焦耳热对实验结果的影响。制备Ta/MnIr/FeCo/Ta双层膜，利用可定位进行微区测试的NanoMOKE和MFM在微观尺度下直接观察AFM层的磁矩翻转，结合多层膜的实验结果，来探讨电流诱导AFM层的磁矩翻转的物理机制。为实现电流直接驱动模式的存储器件提供依据。

近年来，自旋转矩效应已经成为自旋电子学中的一个重要的研究热点，即利用通过系统的电流来实现对铁磁薄膜磁化方向的控制。而降低临界电流密度，是自旋转矩效应能否能应用于自旋电子学器件的关键。本项目采用磁控射频溅射法制备Ta/MnIr/FeCo/Cu/FeNi/Ta自旋阀结构的多层膜。在电流沿膜面流动自旋阀结构中研究测试电流的大小对交换偏置场翻转的影响及对AFM层的自旋扭矩效应，并得出自旋阀反铁磁层的磁矩翻转的临界电流为J = 3*105A/cm2。随后制备了Ta/MnIr/FeCo/Ta双层膜，利用可定位进行微区测试的NanoMOKE和MFM在微观尺度下直接观察AFM层的磁矩翻转，结合多层膜的实验结果，探讨了电流诱导AFM层的磁矩翻转的物理机制。为实现电流直接驱动模式的存储器件提供依据。项目执行期间共发表SCI论文8篇。全部标注自然科学基金项目资助。在基金的支持下协助培养在读硕士研究生4名。