搜索

文章查询

x

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

铁磁/重金属双层薄膜结构中磁性状态的稳定性分析

王日兴 贺鹏斌 肖运昌 李建英

铁磁/重金属双层薄膜结构中磁性状态的稳定性分析

王日兴, 贺鹏斌, 肖运昌, 李建英
PDF
导出引用
导出核心图
  • 本文在理论上研究了铁磁/重金属双层薄膜结构中自旋霍尔效应自旋矩驱动的磁动力学. 通过线性稳定性分析, 获得了以电流和磁场为控制参数的磁性状态相图. 发现通过调节电流密度和外磁场, 可以获得不同的磁性状态, 例如: 平面内的进动态、平面内的稳定态以及双稳态. 当外磁场的方向在一定的范围时, 通过调节电流密度可以实现磁矩的翻转和进动. 同时, 通过数值求解微分方程, 给出了这些磁性状态磁矩的演化轨迹.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:11347132),湖南省教育厅一般项目(批准号:14C0807)和湖南文理学院校级科研项目(批准号:14YB02)资助的课题.
    [1]

    Berger L 1996 Phys. Rev. B 54 9353

    [2]

    Slonczewski J C 1996 J. Magn. Magn. Mater. 159 L1

    [3]

    Myers E B, Ralph D C, Katine J A, Louie R N, Buhrman R A 1999 Science 285 867

    [4]

    Katine J A, Albert F J, Buhrman R A, Myers E B, Ralph D C 2000 Phys. Rev. Lett. 84 3149

    [5]

    Zhang L, Ren M, Hu J N, Deng N, Chen P Y 2008 Acta Phys. Sin. 57 2427 (in Chinese) [张磊, 任敏, 胡九宁, 邓宁, 陈陪毅 2008 物理学报 57 2427]

    [6]

    Bao J, Xu X G, Jiang Y 2009 Acta Phys. Sin. 58 7998 (in Chinese) [包瑾, 徐晓光, 姜勇 2009 物理学报 58 7998]

    [7]

    Sun C Y, Wang Z C 2010 Chin. Phys. Lett. 27 077501

    [8]

    Kiselev S I, Sankey J C, Krivorotov I N, Emley N C, Schoelkopf R J, Buhrman R A, Ralph D C 2003 Nature 425 380

    [9]

    Bazaliy Ya B, B. A. Jones, Zhang S C 1998 Phys. Rev. B 57 R3213

    [10]

    Zhang S, Li Z 2004 Phys. Rev. Lett. 93 127204

    [11]

    Dyakonov M I, Perel V I 1971 Phys. Lett. 35 459

    [12]

    Hirsch J E 1999 Phys. Rev. Lett. 83 1834

    [13]

    Zhang S F 2000 Phys. Rev. Lett. 85 393

    [14]

    Liu L Q, Pai C F, Li Y, Tseng H W, Ralph D C, Buhrman R A 2012 Science 336 555

    [15]

    Liu L Q, Lee O J, Gudmundsen T J, Ralph D C, Buhrman R A 2012 Phys. Rev. Lett. 109 096602

    [16]

    Pai C F, Liu L Q, Li Y, Tseng H W, Ralph D C, Buhrman R A 2012 Appl. Phys. Lett. 101 122404

    [17]

    Lee K S, Lee S W, Min B C, Lee K J 2013 Appl. Phys. Lett. 102 112410

    [18]

    Liu L Q, Pai C F, Ralph D C, Buhrman R A 2012 Phys. Rev. Lett. 109 186602

    [19]

    Liu B Z, Peng J H 2005 Nonlinear Dynamics (Beijing: High Education Publishing) p34 (in Chinese) [刘秉正, 彭建华 2005 非线性动力学 (北京:高等教育出版社) 第34页]

    [20]

    Bazaliy Ya B, Jones B. A., Zhang S C 2004 Phys. Rev. B 69 094421

    [21]

    Grollier J, Cros V, Jaffrès H, Hamzic A, George J M, Faini G, Youssef J. Ben, Gall H Le, Fert A 2003 Phys. Rev. B 67 174402

    [22]

    Smith N, Katine J A, Childress J R, Carey M J 2005 IEEE Trans. Magn. 41 2935

    [23]

    Morise H, Nakamura S 2005 Phys. Rev. B 71 014439

    [24]

    Ebels U, Houssameddine D, Firastrau I, Gusakova D, Thirion C, Dieny B, Buda-Prejbeanu L D 2008 Phys. Rev. B 78 024436

    [25]

    Zhou Y, Bonetti S, Zha C L, Åkerman J 2009 New J. Phys. 11 103028

    [26]

    He P B, Wang R X, Li Z D, Liu Q H, Pan A L, Wang Y G, Zou B S 2010 Eur. Phys. J. B 73 417

    [27]

    Wang R X, He P B, Li Z D, Pan A L, Liu Q H 2011 J. Appl. Phys. 109 039905

    [28]

    Wang R X, Zhao J L, He P B, Gu G N, Li Z D, Pan A L, Liu Q H 2013 J. Magn. Magn. Mater. 327 132

    [29]

    Li Z D, He P B, Liu W M 2014 Chin. Phys. B 23 117502

  • [1]

    Berger L 1996 Phys. Rev. B 54 9353

    [2]

    Slonczewski J C 1996 J. Magn. Magn. Mater. 159 L1

    [3]

    Myers E B, Ralph D C, Katine J A, Louie R N, Buhrman R A 1999 Science 285 867

    [4]

    Katine J A, Albert F J, Buhrman R A, Myers E B, Ralph D C 2000 Phys. Rev. Lett. 84 3149

    [5]

    Zhang L, Ren M, Hu J N, Deng N, Chen P Y 2008 Acta Phys. Sin. 57 2427 (in Chinese) [张磊, 任敏, 胡九宁, 邓宁, 陈陪毅 2008 物理学报 57 2427]

    [6]

    Bao J, Xu X G, Jiang Y 2009 Acta Phys. Sin. 58 7998 (in Chinese) [包瑾, 徐晓光, 姜勇 2009 物理学报 58 7998]

    [7]

    Sun C Y, Wang Z C 2010 Chin. Phys. Lett. 27 077501

    [8]

    Kiselev S I, Sankey J C, Krivorotov I N, Emley N C, Schoelkopf R J, Buhrman R A, Ralph D C 2003 Nature 425 380

    [9]

    Bazaliy Ya B, B. A. Jones, Zhang S C 1998 Phys. Rev. B 57 R3213

    [10]

    Zhang S, Li Z 2004 Phys. Rev. Lett. 93 127204

    [11]

    Dyakonov M I, Perel V I 1971 Phys. Lett. 35 459

    [12]

    Hirsch J E 1999 Phys. Rev. Lett. 83 1834

    [13]

    Zhang S F 2000 Phys. Rev. Lett. 85 393

    [14]

    Liu L Q, Pai C F, Li Y, Tseng H W, Ralph D C, Buhrman R A 2012 Science 336 555

    [15]

    Liu L Q, Lee O J, Gudmundsen T J, Ralph D C, Buhrman R A 2012 Phys. Rev. Lett. 109 096602

    [16]

    Pai C F, Liu L Q, Li Y, Tseng H W, Ralph D C, Buhrman R A 2012 Appl. Phys. Lett. 101 122404

    [17]

    Lee K S, Lee S W, Min B C, Lee K J 2013 Appl. Phys. Lett. 102 112410

    [18]

    Liu L Q, Pai C F, Ralph D C, Buhrman R A 2012 Phys. Rev. Lett. 109 186602

    [19]

    Liu B Z, Peng J H 2005 Nonlinear Dynamics (Beijing: High Education Publishing) p34 (in Chinese) [刘秉正, 彭建华 2005 非线性动力学 (北京:高等教育出版社) 第34页]

    [20]

    Bazaliy Ya B, Jones B. A., Zhang S C 2004 Phys. Rev. B 69 094421

    [21]

    Grollier J, Cros V, Jaffrès H, Hamzic A, George J M, Faini G, Youssef J. Ben, Gall H Le, Fert A 2003 Phys. Rev. B 67 174402

    [22]

    Smith N, Katine J A, Childress J R, Carey M J 2005 IEEE Trans. Magn. 41 2935

    [23]

    Morise H, Nakamura S 2005 Phys. Rev. B 71 014439

    [24]

    Ebels U, Houssameddine D, Firastrau I, Gusakova D, Thirion C, Dieny B, Buda-Prejbeanu L D 2008 Phys. Rev. B 78 024436

    [25]

    Zhou Y, Bonetti S, Zha C L, Åkerman J 2009 New J. Phys. 11 103028

    [26]

    He P B, Wang R X, Li Z D, Liu Q H, Pan A L, Wang Y G, Zou B S 2010 Eur. Phys. J. B 73 417

    [27]

    Wang R X, He P B, Li Z D, Pan A L, Liu Q H 2011 J. Appl. Phys. 109 039905

    [28]

    Wang R X, Zhao J L, He P B, Gu G N, Li Z D, Pan A L, Liu Q H 2013 J. Magn. Magn. Mater. 327 132

    [29]

    Li Z D, He P B, Liu W M 2014 Chin. Phys. B 23 117502

  • [1] 王日兴, 叶华, 王丽娟, 敖章洪. 垂直自由层倾斜极化层自旋阀结构中的磁矩翻转和进动. 物理学报, 2017, 66(12): 127201. doi: 10.7498/aps.66.127201
    [2] 王 涛, 高自友, 赵小梅. 多速度差模型及稳定性分析. 物理学报, 2006, 55(2): 634-640. doi: 10.7498/aps.55.634
    [3] 王日兴, 李雪, 李连, 肖运昌, 许思维. 三端磁隧道结的稳定性分析. 物理学报, 2019, 68(20): 207201. doi: 10.7498/aps.68.20190927
    [4] 张立东, 贾磊, 朱文兴. 弯道交通流跟驰建模与稳定性分析. 物理学报, 2012, 61(7): 074501. doi: 10.7498/aps.61.074501
    [5] 孙棣华, 康义容, 李华民. 驾驶员预估效应下车流能耗演化机理研究. 物理学报, 2015, 64(15): 154503. doi: 10.7498/aps.64.154503
    [6] 韩秀峰, 万蔡华. 一种数据非易失性、多功能和可编程的自旋逻辑研究进展. 物理学报, 2018, 67(12): 127201. doi: 10.7498/aps.67.20180906
    [7] 冯 伟, 高洪芬, 李开泰, 魏高峰. 非协调数值流形方法的稳定性和收敛性分析. 物理学报, 2008, 57(2): 639-647. doi: 10.7498/aps.57.639
    [8] 吕腾博, 张沛, 武瑞涛, 王小力. 弯曲时空中转动对自旋流的影响. 物理学报, 2019, 68(12): 120401. doi: 10.7498/aps.68.20182260
    [9] 王孜博, 江华, 谢心澄. 多端口石墨烯系统中的非局域电阻. 物理学报, 2017, 66(21): 217201. doi: 10.7498/aps.66.217201
    [10] 孙宁, 张化光, 王智良. 基于分数阶滑模面控制的分数阶超混沌系统的投影同步. 物理学报, 2011, 60(5): 050511. doi: 10.7498/aps.60.050511
    [11] 吴正人, 刘梅, 刘秋升, 宋朝匣, 王思思. 倾斜波动壁面上液膜表面波演化特性的影响. 物理学报, 2015, 64(24): 244701. doi: 10.7498/aps.64.244701
    [12] 吴洁宁, 王丽丹, 段书凯. 基于忆阻器的时滞混沌系统及伪随机序列发生器. 物理学报, 2017, 66(3): 030502. doi: 10.7498/aps.66.030502
    [13] 孔江涛, 黄健, 龚建兴, 李尔玉. 基于复杂网络动力学模型的无向加权网络节点重要性评估. 物理学报, 2018, 67(9): 098901. doi: 10.7498/aps.67.20172295
    [14] 易林, 姚凯伦. 三维量子自旋玻璃理论(Ⅱ)——稳定性分析. 物理学报, 1993, 42(6): 992-998. doi: 10.7498/aps.42.992
    [15] 高星辉, 张承云, 唐冬, 郑晖, 陆大全, 胡巍. 非局域暗孤子及其稳定性分析. 物理学报, 2013, 62(4): 044214. doi: 10.7498/aps.62.044214
    [16] 王雅新, 王 劼, 李红红, 李锐鹏, 郭玉献. x射线磁性圆二色吸收谱分析Co膜厚度对原子磁矩和自旋磁矩的影响. 物理学报, 2005, 54(11): 5474-5480. doi: 10.7498/aps.54.5474
    [17] 周晓华, 张劭光. 球形拓扑中复杂形状生物膜泡的获得及其稳定性分析. 物理学报, 2006, 55(10): 5568-5574. doi: 10.7498/aps.55.5568
    [18] 高 洋, 李丽香, 彭海朋, 杨义先, 张小红. 多重边复杂网络系统的稳定性分析. 物理学报, 2008, 57(3): 1444-1452. doi: 10.7498/aps.57.1444
    [19] 梅龙伟, 张振华, 丁开和. 单壁碳纳米管电子输运特性的稳定性分析. 物理学报, 2009, 58(3): 1971-1979. doi: 10.7498/aps.58.1971
    [20] 许煜寰. 压电陶瓷振子的谐振频率温度稳定性分析. 物理学报, 1978, 159(2): 146-159. doi: 10.7498/aps.27.146
  • 引用本文:
    Citation:
计量
  • 文章访问数:  605
  • PDF下载量:  172
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2014-12-24
  • 修回日期:  2015-02-16
  • 刊出日期:  2015-07-05

铁磁/重金属双层薄膜结构中磁性状态的稳定性分析

  • 1. 湖南文理学院电气与信息工程学院, 常德 415000;
  • 2. 湖南大学物理与微电子科学学院, 长沙 410082
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:11347132),湖南省教育厅一般项目(批准号:14C0807)和湖南文理学院校级科研项目(批准号:14YB02)资助的课题.

摘要: 本文在理论上研究了铁磁/重金属双层薄膜结构中自旋霍尔效应自旋矩驱动的磁动力学. 通过线性稳定性分析, 获得了以电流和磁场为控制参数的磁性状态相图. 发现通过调节电流密度和外磁场, 可以获得不同的磁性状态, 例如: 平面内的进动态、平面内的稳定态以及双稳态. 当外磁场的方向在一定的范围时, 通过调节电流密度可以实现磁矩的翻转和进动. 同时, 通过数值求解微分方程, 给出了这些磁性状态磁矩的演化轨迹.

English Abstract

参考文献 (29)

目录

    /

    返回文章
    返回