Спин-инжекционный механизм перемагничивания и гистерезис тока в магнитных переходах
Ю. В. Гуляев, П. Е. Зильберман , Э. М. Эпштейн, Р. Дж. Эллиотт*
Институт радиотехники и электроники РАН, 141190 Фрязино, Московская обл., Россия
*University of Oxford, Department of Physics, Theoretical Physics, Oxford OX1, United Kingdom
PACS: 75.60.Ej, 75.70.Pa
Abstract
Предлагается новый механизм перемагничивания током переходов с
двумя металлическими ферромагнитными слоями и разделяющим их тонким
немагнитным слоем. Поляризованный по спину ток течет перпендикулярно границам
раздела ферромагнитных слоев, в одном из которых спины закреплены, а в другом
свободны. Доменная структура в ферромагнитных слоях отсутствует. Ток
приводит к нарушению спинового равновесия в свободном слое, что выражается в
инжекции или экстракции спинов. Неравновесные спины взаимодействуют с
намагниченностью решетки благодаря эффективному полю s-d-обмена,
зависящему от тока. При токах, превышающих определенный порог, это
взаимодействие приводит к перемагничиванию. Теоретически получены два
пороговых тока перемагничивания, которые достигаются соответственно при
увеличении или уменьшении тока. Таким образом, получен гистерезис тока.
Результаты расчета находятся в хорошем соответствии с экспериментами по
перемагничиванию током трехслойных переходов состава Co(I)/Cu/Co(II),
изготовленных в виде столбиков.