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스핀 수송현상과 스핀 동역학에 대한 연구

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Academic year: 2023

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Cr은 밑에 있는 이종박막 내에서 생성됩니다. 스핀 수송과 스핀 역학에 관한 연구. Cr의 스핀 동역학을 연구할 수 있을 것으로 기대된다. 스핀 전류는 홀 스핀 각도의 움직임에 따라 발생합니다.

이 위치는 강자성 전도체를 통한 스핀 전자의 평행 흐름에 의해 실현됩니다. 전자는 이동할 때의 전자를 포함하여 전하 및 스핀 정보를 가지고 있습니다. 우리는 스핀의 확산에서 스핀까지의 거리가 변하는 것을 볼 수 있습니다.

그림  3 .  von_Neoumann  구조 왼쪽 과  ( ) PIM  구조 오른쪽 에  대한  모식도 ( )
그림 3 . von_Neoumann 구조 왼쪽 과 ( ) PIM 구조 오른쪽 에 대한 모식도 ( )

식 2.1.2)

전하와 마찬가지로 전자의 스핀 방향은 서로 산란되는 과정에 의해 바뀔 수 있습니다. 이러한 산란 과정 중 일부는 스핀을 보존하지만 다른 일부는 그렇지 않습니다. 따라서 확산 메커니즘은 스핀과 전하 이동에 영향을 미칩니다. 이러한 스핀 반전 거리와 스핀 반전 시간은 페르미 속도()와 다음 관계를 만족합니다.

단순화를 위해 여기서는 포물선 밴드를 가정하고 전하는 입자의 올바른 부호(정공의 경우 양수, 전자의 경우 음수)로 가정하고 완전성을 위해 전류 밀도의 일반적인 정의를 사용합니다. 다음과 같이.

그림  7 스핀  확산  거리에  대한  모식도 .
그림 7 스핀 확산 거리에 대한 모식도 .

식 2.1.6)

드리프트 확산 모델은 전자의 이동을 화학적 스트레스를 통한 확산으로 설명하는 모델로 주로 반도체에서 일어나는 현상을 설명하는 데 사용됩니다. 밀도를 이용한 연속방정식으로 기술하며, 볼츠만 수송식을 이용하면 쉽게 도출됨을 알 수 있다. 이를 도출하기 위해 먼저 정상 상태를 고려하고 단순화를 위해 차원 1의 상황을 고려합니다.

이완 시간 근사를 사용하여 볼츠만 전송 형식은 다음과 같이 작성됩니다.

식 2.1.7)

자기 저항이라는 용어는 자기장이 가해질 때 물질의 저항 변화를 나타냅니다. 외부 자기장이 없을 때 일반 금속의 전자는 직선으로 이동하지만 이상적으로 고체 내부에서 이동할 때는 아래 그림 8과 같이 산란됩니다. 자유 전자 가스의 경우 외부에서 외부 자기장이 인가되는 경우에도 마찬가지이다.

자기장은 전자에 로렌츠 힘을 가하는데 이때 로렌츠 힘이 작용하게 된다.

2.1.11) 식

NM에서는 페르미 준위의 스핀과 스핀 상태가 동일하며, 각 스핀 전자는 동일한 확률을 갖습니다. 두 번째 층으로 들어가는 다운 스핀 전자는 페르미 준위 및 산란에서 유용한 다운 스핀 상태를 찾지 못합니다. 결과적으로, 반강자성 어레이는 높은 저항을 갖게 됩니다. 경도가 증가함에 따라 NM의 종방향 저항이 증가합니다. 스핀 홀 자기 저항에서 경계 조건은 다음과 같습니다.

비상대성이론의 한계에서의 전자 스핀 밀도는 2차 텐서이며, 이는 2로 표현됩니다.

그림  8 .  Hall  효과에  대한  모식도   [10]
그림 8 . Hall 효과에 대한 모식도 [10]

식 2.3.1)

식 2.3.7)

전하 전류 벡터는 실험을 통해 관찰할 수 있으며 일반적으로 세로 및 가로(홀) 저항으로 표현됩니다. 따라서 최종 종방향 및 횡방향 저항은 다음과 같이 요약할 수 있다.

식 (2.3.18)

식 (2.3.19)

측정을 통해 수행됩니다. 측정은 기본적으로 외부 자기장 스핀 역학 SOT입니다. 토크 측정에서 자화각이 얼마나 변하는지 확인하는 실험이므로 각도 의존성 측정이 필요합니다. 이를 위해 전자석 기반 측정 시스템을 구축한 뒤 시료의 각도를 회전시킬 수 있는 회전 시스템을 구축했다. 1) 외부 자기장의 세기를 변화시키는 장.

일정한 외부 자기장 작동 조건에서 시료의 측정 방법 및 회전. 외부 자기장의 인가 방향과 전류의 방향에 따라 수평이냐 수직이냐에 따라 보이는 SOT의 종류가 달라지는데, 외부 자기장의 방향이 달라지면. Si 기판 위에 Cr(NM)과 CoFeB(FM)을 적층한 이중박막 구조 사이에 HM의 일종인 Pt를 샌드위치시킨 구조를 사용하였다.

Cr 층을 균일하게 증착하기 위해 Si 기판 위에 2 nm Ta 층을 미리 증착했습니다. 측정을 위해, 존재 여부에 따라 다양한 층 두께의 샘플을 사용했습니다. Cr 두께 의존성 실험에 사용된 샘플은 단일 Har 바였습니다.

있으므로 측정방법을 이용하여 측정을 실시하였다.

그림  26 .  SOT  측정을  위한  Hall  측정  모식도
그림 26 . SOT 측정을 위한 Hall 측정 모식도

SOT system

이는 SMR 결과 분석에서 언급한 궤도 스핀 변환 현상에 따른 결과로 여겨진다. 결론을 도출하기 위해서는 다양한 실험 결과와 전자 구조에 대한 추가 연구가 필요합니다. 해당 결과를 통해 계산된 댐핑 토크 강도 값은 Table 3을 통해 확인할 수 있다.

측정 결과를 통해 층 두께가 얇을수록 층 강도가 강해지는 것을 확인하였다. Cr 층의 두께가 변한다는 것은 Cr 층의 유무에 따라 홀 스핀 각도가 변한다는 것을 의미합니다. Pt SMR의 신호 및 부호의 변화를 확인하였고, 이를 통해 OHE 가능성을 확인하였다.

따라서 SMR 측정 결과에서는 기존의 SMR 단독으로는 해석할 수 없는 결과가 얻어졌고, SOT 측정 결과에서는 Pt의 유무에 따라 부호가 다른 결과가 얻어지는 것을 실험적으로 알 수 있었다. 층. AFM에는 다양한 캡처 모드가 있습니다. 비접촉 모드(NCM), 탭 모드 및 핀포인트 모드. 블랭킷 높이, 어레이 높이 및 높이 손실 측정을 기준으로 설정점 변경으로 인해 샘플이 손상되지 않습니다.

According to the measurement of blanket height, array height and height loss measurement, there is no damage to the sample due to change of gain. And according to the array bottom result, there is no specific tendency to change gain. According to the measurement of blanket height, array height and height loss measurement, there is no damage to the sample due to change of speed.

There is a possibility that PR is stuck on the probe; it thickens the sin.

그림  27    Field  sweep  측정에  따른  토크  측정  모식도  및  실제  이미지 .
그림 27 Field sweep 측정에 따른 토크 측정 모식도 및 실제 이미지 .

Gambar

그림  3 .  von_Neoumann  구조 왼쪽 과  ( ) PIM  구조 오른쪽 에  대한  모식도 ( )
그림  4.  MRAM 에서  STT 방식 왼쪽 과  ( ) SOT 방식 오른쪽 에  대한  모식도 ( ) .
그림  5 .  Spin  Hall  effect  에  대한  모식도
그림  7 스핀  확산  거리에  대한  모식도 .
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Referensi

Garis besar

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