在磁性隧道结(mtj)的合成过程中，无场自旋轨道转矩该如何切换   前言：磁性隧道结(mtj)在电子器件中的广泛采用可归因于它们的高磁阻，使它们成为非易失性存储器、高级磁性读取头和传感器中的有价值的组件，在传统的MTJ结构中，铁磁自由层的切换是通过使电流流过MTJ，通过自旋转移力矩来实现的。   然而，这些铁磁自由层具有固有的局限性，不过，杂散场相互作用的存在对比特大小施加了限制，这对实现更高的存储密度和推进器件小型化是有害的。   为了应对这些挑战，我们正转向反铁磁体，这种材料表现出强抗干扰性、超快自旋动力学和快速开关速度等特性，并且，反铁磁体还具有零净磁化强度和可忽略的杂散场，使它们非常有希望用于可靠、高速和高密度的信息存储应用。   可是截至目前为止，反铁磁体仍然存在两大难题，虽然反铁磁体具有潜力，但是在反铁磁体功能层内同时写入和读取信息存在障碍。   尽管已经提出了许多材料系统作为潜在的解决方案，但是反铁磁存储层在探索HDMI对确定性SOT(自旋轨道矩)切换的实验中，一切操作和可靠检测仍然具有挑战性。   为了探索HDMI对确定性SOT(自旋轨道矩)切换的影响的潜在因素，进行了SOT效率χ对外部磁场(Hext)的依赖性的推导。   在实验中，我们展示了SAF(合成反铁磁体)结构中的上下畴壁，在这种情况下，φ和ψ分别表示施加的电流与上下和上下畴壁之间形成的角度，在集体畴壁模型下操作，SAF中上下畴壁的总能量可以表示为各种分量的总和。   SAF中上下畴壁的总畴壁能量(σDW)的表达式详述如下：σDW (Hext，φ，ψ)=σb+σt+2kdλcos^2(φ)+cos^2(ψ)，其中，HBDMI和HTDMI分别是与底层(BM)和顶层(TM)的DMI(Dzyaloshinskii-御名方守矢相互作用)相关的有效场。   在这之后，研究显示了在两种不同的HDMI条件下通过求解等式σDW (Hext，φ，ψ)=σb+σt+2kdλcos^2(φ)+cos^2(ψ)获得的结果。   具体来说，它显示了SOT效率与外部磁场的函数关系，当HDMI显著超过HDWE(偶极壁能)时，SOT切换需要一个外部辅助场，相反，当HDMI与HDWE的幅度相当时，电流感应SOT开关过程变得更加可行。 这一观察结果与之前的讨论和结论一致，突出了HDMI和HDWE在影响SOT切换效率方面的复杂相互作用。 对此，我们只好将我们的注意力转向重金属和底部磁性层之间的界面DMI强度的研究，我们利用了特定的层配置：Ta(2)/Pt(4)/[Co(0.46)/Pd(0.8)]2/Co(0.46)/Pd(2)和Ta(2)/Pt(4)/Co(0.3)/Pd(0.5)/Co(0.3)/Pd(2)，所有尺寸以纳米测量。 这些叠层是使用直流磁控溅射和电子束蒸发技术制造的，目标是确定该系统内的界面DMI有效场，集中于铁磁性层中的电流感应SOT效率。 通过施加面内辅助场，SOT引起的面外等效场可以通过开关效率来表征，实验显示了垂直铁磁样品的SOT效率与外部磁场的函数关系，并展示了铁磁叠层薄膜的异常霍尔效应(AHE)曲线，在这些AHE曲线中观察到的明显的方形形状表明了垂直磁各向异性的特征。 为了计算电流密度(J ),假设电流分布均匀，在薄膜平面周围旋转固定大小的外场时，通过记录霍尔电阻来确定Heff，但要注意的是，SOT诱导的确定性切换不会发生，直到施加适度的外场幅度(Hext)，对于通过电子束蒸发生长的样品，需要1 kOe的外场来观察SOT等效场，而350 Oe的场足以用于溅射样品。   另一个结果是，对于这两个系统，当外场上升到大约2 kOe(电子束蒸发)和620 Oe(磁控溅射)时，效率趋于达到饱和水平，因此，通过计算(Hsat + Hint)/2的平均值，分别获得大约1450 Oe和360 Oe的有效磁场，这里，Hsat代表SOT效率达到饱和时的外部磁场，Hint代表产生SOT效率所需的初始磁场。   总结：通过这次研究，我们获得了一些认知：在HDMI和HDWE的计算值中，蒸发样品分别为大约1450 Oe和550 Oe，溅射样品分别为大约360 Oe和260 Oe，这种分析提供了对这些系统中起作用的动力学的更深理解，并阐明了界面DMI强度、外场和SOT效率之间的关系。   不仅如此，当畴壁能量的有效场变得与DMI有效场相当时，这种情况产生了介于布洛赫型和内尔型之间的畴壁结构，增加了外场的可操作性，而且通过实验，我们的工作为利用SOT器件中的垂直SAF提供了一条切实可行的途径。   相信在未来，这一研究方向一定能为创造以高密度、最小杂散场和低功耗为特征的磁存储器件带来希望，通过这一努力，我们为磁存储技术的不断进步做出了贡献，使我们更接近实现符合这些期望属性的设备。