吕刚 张红 侯志伟

1)(山东农业大学信息科学与工程学院,泰安 271018)2)(河南工业大学物理系,郑州 450001)(2018年5月13日收到;2018年6月5日收到修改稿)

1 引 言

近期的研究表明,具有垂直磁各向异性(PMA)的自旋转移矩纳米柱结构具有良好的磁热稳定性、翻转临界电流低、受样品边比尺寸影响小等优点[1−5].因此,垂直磁各向异性材料在非易失性磁性存储器[6]与自旋转矩振荡器[7]领域有着广泛的应用前景.一种比较典型的优化结构为:自由层磁矩具有垂直磁各向异性,而极化层具有倾斜的垂直磁各向异性[8].倾斜的极化层磁矩在面内(in-plane,IP)及面外(out-of-plane,OP)均有分量,这为调控磁矩的动力学行为提供了一种新方法,可用来优化微波信号、增强自旋转矩效率以及调控静态与动态的磁模式[8−10]等.近期,一种具有IP和OP分量的双自旋极化层的结构模型已被提出[11−16].在这种器件中,PMA起到了非常重要的作用[17−19].已有研究表明,自旋霍尔效应与Dzyaloshinskii-Moriya相互作用(DMI)可诱导磁畴壁(DW)的有效传播[20−23],这使得具有PMA的材料在基于磁畴壁的信息存储器件方面有了一定的发展前景.此外,在具有较强垂直磁各向异性的纳米接触点中,自旋转矩作用还可以驱动固定在局域内的自旋波[24−27].

基于由(Co/Ni)材料构成的具有PMA的自旋纳米柱结构,我们已经研究了小角度倾斜的磁场、倾斜的自由层磁矩以及倾斜的极化层磁矩等降低的对称性对自由层磁矩磁化翻转曲线的影响.在自由层磁矩垂直膜面方向的分量平均值〈mz〉随磁场演化的进动……