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A study on spin-orbit torques in heterostructures with perpendicular magnetic anisotropy = 수직 자기이방성을 가진 이종구조에서의 스핀-오빗 토크에 관한 연구
서명 / 저자 A study on spin-orbit torques in heterostructures with perpendicular magnetic anisotropy = 수직 자기이방성을 가진 이종구조에서의 스핀-오빗 토크에 관한 연구 / Young-Wan Oh.
발행사항 [대전 : 한국과학기술원, 2014].
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MMS 14011

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초록정보

In Spintronics, manipulation of spin is a crucial issue in application. Conventionally, Method of field-induced magnetization switching was used to control the spin in magnetic memory device, called MRAM. In order to overcome the problem which conventional MRAM have, concept of spin-transfer torque (STT) was applied as the new generation device. Recently, control of magnetization in heterostructure with perpendicular magnetic anisotropy (PMA) by in-plane current was reported. Moreover, it has been observed in those structures that the domain wall moves along the current direction, opposite to conventional spin transfer torque, and whose velocity can be as fast as a few hundred meters per second. The mechanism involves the coupling of electron`s spin and its orbital motion, resulting in non-equilibrium spin accumulation which ultimately gives rise to a torque on the magnetization, so it is called spin-orbit torques (SOTs). Here, we examined PMA in CoFeB/MgO structure measured by vibration magnetometer (VSM). Also, SOTs in Pt/Co/AlOx heterostructure was obtained by using the lock-in system. By varying the Pt thickness, we demonstrate the origin of SOTs in this system.

현재 새롭게 대두되고 있는 스핀트로닉스 학문에서 스핀을 자유자재로 조절하는 것이 가장 중요하다. 자기물질을 이용한 메모리 저장장치인 MRAM 의 경우, 초창기에는 자기장만을 인가하여 스핀방향을 반전시키는 방법이 채용되어왔다. 하지만 이러한 방법이 가지는 있는 한계로 인해 현재는 스핀 전달 토크를 이용한 방법이 스핀반전이 활발하게 연구되고 있다. 최근 수직자기이방성을 가지는 이종구조에서 전류를 면방향으로 흘려줌에 따라서 스핀이 반전되는 현상이 보고되었다. 또한 이와 같은 구조에서 기존의 자구이동과 다른 현상이 관찰되었다. 이러한 현상의 원인으로는 전자의 스핀과 오빗과의 결합에 있다. 스핀 오빗 결합에 의해 자성층의 자화에 토크을 주게 되고 이로 인해 자성층의 자화가 반전되는 것이다. 이러한 스핀오빗결합에 의한 토크를 스핀 오빗 토크라고 명명하였다. 본 연구에서 CoFeB/MgO 구조에서의 수직자기이방성을 VSM을 이용하여 측정하였고, Pt/Co/AlOx 이종구조에서의 Pt의 두께를 변화시키면서 홀전압을 측정함으로써 스핀오빗토크를 발생시키는 원인에 대해 분석하였다.

서지기타정보

서지기타정보
청구기호 {MMS 14011
형태사항 vii, 66 p. : 삽도 ; 30 cm
언어 영어
일반주기 저자명의 한글표기 : 오영완
지도교수의 영문표기 : Byong-Guk Park
지도교수의 한글표기 : 박병국
학위논문 학위논문(석사) - 한국과학기술원 : 신소재공학과,
서지주기 References : p. 64-66
주제 spin orbit coupling
perpendicular magnetic anisotropy
spin Hall effect
Rashba effect
스핀오빗결합
수직자기이방성
스핀홀효과
라쉬바효과
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