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利用奈尔自旋轨道转矩和大各向异性磁阻效应书写和读取反铁磁MnAu

Writing and reading antiferromagnetic MnAu by Néel spin-orbit torques and large anisotropic magnetoresistance.

作者信息

Bodnar S Yu, Šmejkal L, Turek I, Jungwirth T, Gomonay O, Sinova J, Sapozhnik A A, Elmers H-J, Kläui M, Jourdan M

机构信息

Institut für Physik, Johannes Gutenberg-Universität, Staudinger Weg 7, 55128, Mainz, Germany.

Institute of Physics, Academy of Sciences of the Czech Republic, Cukrovarnicka 10, 162 00, Praha 6, Czech Republic.

出版信息

Nat Commun. 2018 Jan 24;9(1):348. doi: 10.1038/s41467-017-02780-x.

DOI:10.1038/s41467-017-02780-x
PMID:29367633
原文链接:https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC5783935/
Abstract

Using antiferromagnets as active elements in spintronics requires the ability to manipulate and read-out the Néel vector orientation. Here we demonstrate for MnAu, a good conductor with a high ordering temperature suitable for applications, reproducible switching using current pulse generated bulk spin-orbit torques and read-out by magnetoresistance measurements. Reversible and consistent changes of the longitudinal resistance and planar Hall voltage of star-patterned epitaxial MnAu(001) thin films were generated by pulse current densities of ≃10 A/cm. The symmetry of the torques agrees with theoretical predictions and a large read-out magnetoresistance effect of more than ≃6% is reproduced by ab initio transport calculations.

摘要

在自旋电子学中使用反铁磁体作为有源元件需要具备操纵和读取奈尔矢量方向的能力。在此,我们展示了对于MnAu,一种具有适合应用的高居里温度的良好导体,利用体自旋轨道转矩产生的电流脉冲实现可重复切换,并通过磁阻测量进行读取。通过约10 A/cm的脉冲电流密度,在星型图案外延MnAu(001)薄膜中产生了纵向电阻和平面霍尔电压的可逆且一致的变化。转矩的对称性与理论预测相符,并且从头算输运计算再现了超过约6%的大读取磁阻效应。

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