Spin-torque-induced switching in a perpendicular GMR nanopillar with a soft core inside the free layer
Spin-torque-induced switching in a perpendicular GMR nanopillar with a soft core inside the free layer
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自由层内具有软核的垂直 GMR 纳米柱中的自旋扭矩引起的开关
DOI：
10.1088/1367-2630/11/2/023027
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发表时间：
2009-02
影响因子：
3.3
通讯作者：
Li, Xuan
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Jin, Q. Y.;Liu, Yaowen;Zhang, Zongzhi;Li, Xuan
在自由层内具有软纳米芯的垂直磁化巨磁阻（GMR）纳米柱的微磁模拟上观察到开关电流的相当大的减少。在本文中，一个分析模型的基础上的硬和软区域的单域假设，以深入了解纳米芯效应。将解析解与微磁学模拟结果相结合，我们可以很好地解释这种垂直各向异性巨磁阻柱中自旋力矩驱动磁化翻转的本质特征。不对称的临界开关电流归因于由固定层引起的杂散场以及与电流方向相关的自旋扭矩效率的固有差异。然而，这样的非对称切换可以通过在软核被插入到自由层中之后临界电流的非对称减小来部分地补偿。此外，在模拟的反平行到平行开关曲线中观察到的轻微跳跃也可以通过该模型来解释。
Considerable reduction of the switching current is observed on micromagnetic simulation in a perpendicularly magnetized giant magnetoresistive (GMR) nanopillar with a soft nanocore inside the free layer. In this paper, an analytical model based on the single-domain assumption for both the hard and the soft regions is developed to deeply understand the nanocore effect. Combining the analytical solutions with the micromagnetic simulation results, we could interpret well the essential features of the spin-torque-driven magnetization switching in such GMR pillars with perpendicular anisotropy. The asymmetric critical switching current is attributed to the stray field caused by the fixed layer together with the intrinsic difference in the spin-torque efficiency associated with the current direction. However, such an asymmetric switching could be compensated partially by an asymmetric reduction in the critical current after a soft core is inserted into the free layer. In addition, a slight jump observed in the simulated antiparallel-to-parallel switching curve could also be explained by this model.
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