Giant bulk spin–orbit torque and efficient electrical switching in single ferrimagnetic FeTb layers with strong perpendicular magnetic anisotropy

铁磁性 凝聚态物理 材料科学 扭矩 各向异性 磁化 无定形固体 光电子学 物理 光学 磁场 化学 量子力学 热力学 有机化学
作者
Qianbiao Liu,Lijun Zhu,Xiyue S. Zhang,David A. Muller,Daniel C. Ralph
出处
期刊:Applied physics reviews [American Institute of Physics]
卷期号:9 (2) 被引量:34
标识
DOI:10.1063/5.0087260
摘要

Efficient manipulation of antiferromagnetically coupled materials that are integration-friendly and have strong perpendicular magnetic anisotropy (PMA) is of great interest for low-power, fast, dense magnetic storage and computing. Here, we report a distinct, giant bulk damping-like spin–orbit torque in strong-PMA ferrimagnetic Fe100−xTbx single layers that are integration-friendly (composition-uniform, amorphous, and sputter-deposited). For sufficiently thick layers, this bulk torque is constant in the efficiency per unit layer thickness, ξDLj/t, with a record-high value of 0.036 ± 0.008 nm−1, and the damping-like torque efficiency ξDLj achieves very large values for thick layers, up to 300% for 90 nm layers. This giant bulk torque by itself switches tens of nm thick Fe100−xTbx layers that have very strong PMA and high coercivity at current densities as low as a few MA/cm2. Surprisingly, for a given layer thickness, ξDLj shows strong composition dependence and becomes negative for composition where the total angular momentum is oriented parallel to the magnetization rather than antiparallel. Our findings of giant bulk spin torque efficiency and intriguing torque-compensation correlation will stimulate study of such unique spin–orbit phenomena in a variety of ferrimagnetic hosts. This work paves a promising avenue for developing ultralow-power, fast, dense ferrimagnetic storage and computing devices.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
刚刚
伶俐绮发布了新的文献求助10
1秒前
pluto应助小小鱼采纳,获得10
1秒前
Orange应助麦子采纳,获得10
2秒前
落寞依珊应助权志龙采纳,获得20
3秒前
3秒前
豆豆发布了新的文献求助10
4秒前
百宝发布了新的文献求助10
4秒前
神勇的天菱完成签到,获得积分10
6秒前
kk发布了新的文献求助10
6秒前
顺利的雁发布了新的文献求助10
9秒前
研友_ZzrWKZ完成签到 ,获得积分10
10秒前
12秒前
爆米花应助豆豆采纳,获得10
13秒前
Jamie2完成签到,获得积分10
13秒前
14秒前
钰宁完成签到,获得积分10
17秒前
realityjunky完成签到,获得积分10
17秒前
18秒前
19秒前
此晴可待发布了新的文献求助10
19秒前
20秒前
20秒前
SSS完成签到,获得积分10
21秒前
昏睡的蟠桃发布了新的文献求助100
22秒前
23秒前
深情安青应助health采纳,获得10
23秒前
lmy完成签到,获得积分10
23秒前
张俊敏发布了新的文献求助10
24秒前
考研小白发布了新的文献求助10
24秒前
zt1812431172完成签到,获得积分10
25秒前
25秒前
Owen应助幸福果汁采纳,获得10
27秒前
27秒前
Ava应助高高紫烟采纳,获得10
27秒前
27秒前
嘟嘟噜发布了新的文献求助10
29秒前
百宝完成签到,获得积分10
30秒前
LLX123完成签到 ,获得积分10
31秒前
高分求助中
The Mother of All Tableaux: Order, Equivalence, and Geometry in the Large-scale Structure of Optimality Theory 3000
A new approach to the extrapolation of accelerated life test data 1000
Indomethacinのヒトにおける経皮吸収 400
基于可调谐半导体激光吸收光谱技术泄漏气体检测系统的研究 370
Phylogenetic study of the order Polydesmida (Myriapoda: Diplopoda) 370
Robot-supported joining of reinforcement textiles with one-sided sewing heads 320
Aktuelle Entwicklungen in der linguistischen Forschung 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3992840
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3533621
关于积分的说明 11263330
捐赠科研通 3273416
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1806029
邀请新用户注册赠送积分活动 882889
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 809619