我国数据非易失性多功能和可编程自旋逻辑器件研究获进展

我国数据非易失性多功能和可编程自旋逻辑器件研究获进展

中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家实验室（筹）的研究人员通过优化磁异质结构材料，利用自旋轨道耦合转矩效应及自旋霍尔效应，在新型自旋逻辑器件及其工作机理研究中取得重要进展。

研究人员利用微纳加工方法，将Pt/Co/MgO和Ta/CoFeB/MgO两种典型的具有垂直磁各向异性的磁性异质结构加工成十字状的Hall条样品，利用锁相技术表征了两种体系中电流所携带的自旋轨道耦合力矩成分；通过在Hall条两路径同时施加脉冲电流的方式，研究了类阻尼力矩和类场力矩等自旋轨道耦合力矩对磁化翻转行为的作用与影响；同时，利用反铁磁材料的交换偏置效应，实现了在零磁场条件下电流驱动的磁矩翻转。此外，研究人员还利用该结构，采用两种不同的实验方案实现了两种基于自旋霍尔效应的电流驱动的自旋逻辑单元。其中一种方案利用了自旋霍尔效应翻转磁矩的对称性要求。存储在逻辑单元中的信息受到这种对称性的保护，使得单一的脉冲电流输入无法改变逻辑单元的状态，大幅提高了信息的逻辑运算处理和存储可靠性，使得这种逻辑单元可以方便地拓展为可编程逻辑阵列，实现了信息的非易失性、单个逻辑单元的多功能性和可编程性。 (中科院)