Efficient spin–orbit torque switching in perpendicularly magnetized CoFeB facilitated by Fe2O3 underlayer

自旋电子学 材料科学 凝聚态物理 垂直的 光电子学 溅射沉积 自旋霍尔效应 扭矩 磁化 霍尔效应 图层(电子) 磁各向异性 溅射 磁场 铁磁性 薄膜 纳米技术 自旋极化 电子 物理 几何学 数学 量子力学 热力学
作者
Zhuoyi Li,Xianyang Lu,Zhe Zhang,Wenjia Li,TaoTao Li,Jian Zhou,Yu Yan,Ruobai Liu,Jun Du,R. H. Liu,Xinran Wang,Yao Li,Liang He,Jing Wu,R. Zhang,Yongbing Xu
出处
期刊:Applied Physics Letters [American Institute of Physics]
卷期号:123 (4) 被引量:2
标识
DOI:10.1063/5.0163034
摘要

Spin–orbit torque (SOT) is recognized as an effective way to manipulate magnetization in spintronic devices. For the low-power consumption and high-endurance requirements of future computer architectures, reducing the critical SOT switching current density and improving SOT efficiency are crucial, especially in the perpendicularly magnetized structures. Here, we have conducted a comprehensive study on improving the SOT efficiency of the Ta/CoFeB structure with a perpendicular magnetic anisotropy by inserting an oxide insulating layer Fe2O3 as the bottom layer. We found that only a 1–5 nm thickness of Fe2O3 significantly reduces the SOT critical switching current by 70% and enhances the spin Hall angle of Ta. The spin Hall angle increases from 0.078 for pure Ta/CoFeB to 0.13 for Fe2O3/Ta/CoFeB, and both types of spin–orbit torques, damping-like and field-like torques, are significantly enhanced. It is suggested that the atomic diffusion of O from the Fe2O3 underlayer leads to the partial oxidization of the Ta layer as well as the Ta/CoFeB interfaces, accounting for the observed enhanced SOT efficiency. Our results provide a reliable method to improve the SOT performance in perpendicularly magnetized structures by inserting the oxide underlayer using magnetron sputtering, in favor of its potential real-world application in spintronic devices.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

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
piupiu完成签到,获得积分10
1秒前
2秒前
2秒前
3秒前
呆瓜发布了新的文献求助10
6秒前
柚C美式完成签到 ,获得积分10
6秒前
8秒前
Jasper应助云瑾采纳,获得10
12秒前
程院发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
13秒前
顾矜应助救命采纳,获得10
15秒前
清风_breeze发布了新的文献求助10
18秒前
张大星完成签到 ,获得积分10
19秒前
浮游应助Nan采纳,获得10
19秒前
20秒前
springwyc应助科研通管家采纳,获得10
21秒前
科研通AI6应助科研通管家采纳,获得10
21秒前
完美世界应助科研通管家采纳,获得10
21秒前
馆长应助科研通管家采纳,获得30
21秒前
21秒前
21秒前
hadron完成签到,获得积分10
22秒前
寒冷的海蓝完成签到,获得积分10
22秒前
尊嘟假嘟发布了新的文献求助10
26秒前
科研通AI5应助呆瓜采纳,获得10
26秒前
27秒前
刻苦雁卉完成签到,获得积分20
28秒前
可爱小菜完成签到,获得积分10
29秒前
爆米花应助yannnis采纳,获得10
29秒前
子卿完成签到,获得积分0
29秒前
31秒前
Evelyn完成签到,获得积分10
32秒前
32秒前
zzz完成签到,获得积分10
33秒前
研友_VZG7GZ应助蝶步韶华采纳,获得10
33秒前
王敬顺完成签到,获得积分0
33秒前
智智完成签到 ,获得积分10
35秒前
37秒前
潇洒的马里奥完成签到,获得积分10
37秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Rapid Review of Electrodiagnostic and Neuromuscular Medicine: A Must-Have Reference for Neurologists and Physiatrists 1000
求中国石油大学(北京)图书馆的硕士论文,作者董晨,十年前搞太赫兹的 500
Narrative Method and Narrative form in Masaccio's Tribute Money 500
基于3um sOl硅光平台的集成发射芯片关键器件研究 500
Educational Research: Planning, Conducting, and Evaluating Quantitative and Qualitative Research 460
Development in Infancy 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 内科学 生物化学 物理 计算机科学 纳米技术 遗传学 基因 复合材料 化学工程 物理化学 病理 催化作用 免疫学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4785360
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4112167
关于积分的说明 12721651
捐赠科研通 3837144
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2115701
邀请新用户注册赠送积分活动 1138586
关于科研通互助平台的介绍 1024804