Spin-orbit torque is receiving considerable attention as a next scheme for magnetic random access memory. SOT-MRAM is a next-generation non-volatile memory device with high operating speed and low-power consumption. To achieve the low-power consuming SOT-MRAM, enhancing the efficiency of SOT is essential. In this study, we suggest ways to enhance SOT efficiency by interface engineering. The interface effect of SOT is commonly known to be arise at the non-magnet/ferromagnet interface. However, we suggest other interfaces are also able to contribute to SOT. The SOT in Pt/Co bilayers with various substrates are evaluated. The spin current is generated interface at substrate/non-magnet and it shows that efficiency of SOT can be enhanced by modulating the substrates. Moreover, we investigated the interface generated spin currents in ferromagnet/non-magnet/ferromagnet trilayers. The behavior of spin current along the thickness of non-magnet is observed, and verified the current distribution plays an important role in the interface spin current. By material engineering, controlling the conductivity ratio of ferromagnet and non-magnet, modulating the interface spin current is enabled.
SOT를 이용한 자기메모리 소자는 고성능, 저전력 특성을 가지는 비휘발성 소자로 차세대 메모리의 선두주자로서 각광받고 있다. SOT-MRAM의 저전력 특성을 향상시키기 위해서는 SOT의 효율을 높이는 것이 필수적이다. 본 연구에서는 계면의 제어를 통하여 SOT의 효율을 향상시킬 수 있는 방안을 제시하고 있다. SOT의 계면 효과는 주로 비자성체/강자성체 사이 계면에서 발생한다고 알려져 있으나, 다른 계면 또한 SOT에 기여할 수 있음을 밝히고자 하였다. 비자성체/강자성체 이중층 구조에서 기판의 종류에 따른 SOT를 평가하였다. 이를 통해 기판과 비자성체 사이 계면에서 스핀 전류가 형성되며 이를 통해 SOT의 효율을 향상시킬 수 있음을 보였다. 또한 무자기장 자화 반전 소자인 강자성체/비자성체/강자성체 삼중층 구조에서 발생하는 계면 스핀 전류에 대한 연구 또한 진행하였다. 비자성체의 두께에 따른 스핀 전류의 거동을 관찰하였고, 각 층에 흐르는 전류의 비율이 이에 주요한 영향을 미침을 확인하였다. 이러한 연구를 통해, 각 층의 전도도 조절을 통하여 계면 스핀 전류의 제어가 가능함을 제시하였다.
