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Investigation of field-free switching in Co/Ta/CoGd ferrimagnetic trilayer = Co/Ta/CoGd 준강자성체 삼중층에서의 무자기장 자화 반전에 대한 연구
서명 / 저자 Investigation of field-free switching in Co/Ta/CoGd ferrimagnetic trilayer = Co/Ta/CoGd 준강자성체 삼중층에서의 무자기장 자화 반전에 대한 연구 / Dohyung Kim.
발행사항 [대전 : 한국과학기술원, 2021].
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8037357

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학술문화관(도서관)2층 패컬티라운지(학위논문)

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초록정보

Field-free switching, in which the magnetization of magnetic structures is manipulated under the absence of an external magnetic field, is essential for the development of miniaturized spin-orbit torque (SOT) based memory devices. There have been previous studies on successful field-free switching using ferromagnet (FM) / heavy metal (HM) / ferromagnet trilayer structures with in-plane and out-of-plane anisotropy of each FM layer. Substituting the ferromagnetic source layer with a ferrimagnetic layer can lead to interesting results, such as enhancement in switching efficiency. In this study, trilayer structures of Co / Ta / CoGd trilayer structures are investigated. CoGd is the ferrimagnet layer, and is varied in composition for control of magnetic properties. Experimental results show successful field-free switching in the trilayer structures, and the spin current source is found as the CoGd layer. Also, a significant decrease of switching current density along with switching direction inversion is observed near compensation of the CoGd layer. The spin current generation from the CoGd layer and switching signal inversion cannot be explained currently, and further investigation is required.

무자기장 자화 반전은 자성 구조의 자화가 외부 자기장의 부재 내에서 조정되는 현상으로, 스핀-궤도 돌림힘에 기반한 저장 장치의 개발의 소형 제조에 필수적이다. 이미 강자성 / 비자성 / 강자성 삼중층 구조에서의 성공적인 무자기장 자화 반전에 대한 보고가 존재한다. 이러한 구조에서 스핀 발생층인 강자성층을 준강자성층으로 대체를 하면 스위칭 효율 향상과 같은 결과를 얻을 수 있을 것으로 보인다. 이 연구에서는 Co / Ta / CoGd 삼중층에 대한 실험을 진행하였다. CoGd는 준강자성체 층으로, 조성을 변화시켜 자성을 조절하였다. 실험을 통해 무자기장 자화 반전을 성공적으로 실현시켰으며, 스핀 전류가 CoGd 층에서 생성됨을 확인하였다. 또한 CoGd 층의 자기 보상점 근처에서 스위칭 전류의 감소와 스위칭 방향의 반전이 관찰되었다. CoGd 층에서의 스핀 전류 생성과 스위칭 방향 반전 현상은 아직 설명이 어려우며 이에 대한 추가적인 연구가 필요하다.

서지기타정보

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청구기호 {MMS 21005
형태사항 iii, 38 p. : 삽화 ; 30 cm
언어 한국어
일반주기 저자명의 한글표기 : 김도형
지도교수의 영문표기 : Byong-Guk Park
지도교수의 한글표기 : 박병국
Including appendix
학위논문 학위논문(석사) - 한국과학기술원 : 신소재공학과,
서지주기 References : p. 33-36
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