无场切换的垂直磁隧道结通过电压门控自旋霍尔效应实现低功耗自旋电子记忆
摘要：通过输入电压调控磁各向异性（VCMA）和自旋霍尔效应（SHE）是低功耗电力控制磁化的两种有前途的方法。最近，借助反铁磁IrMn层的交换偏压，已报道了通过SHE实现无磁场转变垂直磁化的方法。本文实验证明IrMn/CoFeB/MgO结构展现出39 fJ/Vm的VCMA效应，与Ta/CoFeB/MgO结构相当。模拟了SHE和VCMA联合作用下的磁化动力学。研究发现，通过施加1.5 V的电压，由于VCMA效应，临界SHE转换电流可以减少10倍，实现低功耗操作。此外，可以在单个IrMn条上布置多个磁隧道结（MTJ），从而构建高密度的自旋电子器件存储结构。通过混合CMOS/MTJ模拟，我们证明可以实现仅消耗8.5 fJ/bit的读操作速度高的写入操作。这些发现揭示了通过电压控制的SHE实现高密度和低功耗的自旋电子器件存储的可能性。
作者：Shouzhong Peng, Xiang Li, Wang Kang, He Zhang, Lezhi Wang, Zilu Wang, Zhaohao Wang, Youguang Zhang, Kang L. Wang, Weisheng Zhao
论文ID：1804.11025
分类：Applied Physics
分类简称：physics.app-ph
提交时间：2018-05-01