CN115411177B 斯格明子的核磁化翻转方法及使用该方法的数据存储设备 （首尔大学校产学协力团）

nanopillars.JournalofMagneMagneticMaterials.2019,第474卷第4geometries.J.Phys.D:Appl.Phys..2016,图1-46.nanopillars.JournalofMagneMagneticMaterials.2019,第474卷第4斯格明子的核磁化翻转方法及使用该方法一种核磁化翻转方法包括通过向第一磁性斯格明子施加第一交流(AC)磁场将所述第一磁向斯格明子纹理施加第二AC磁场将斯格明子纹钯(Pd)中的至少一种的第一层和包括铁磁材料2通过向第一磁性斯格明子施加第一交流AC磁场将第一磁性斯格明子变换成斯格明子通过向斯格明子纹理施加相对于第一AC磁场具有不等频率的第二AC磁场将斯格明子在所述膜上堆叠包括铂Pt、镍Ni、或钯Pd中的至少一2.根据权利要求1所述的方法，其中，制备所述膜的步骤包括在多孔膜上放置球形颗6.根据权利要求1所述的方法，其中，与所述方法相关联的Dzyaloshi互作用DMI常数大于或等于0mJ/m2并且小于或等于10.根据权利要求9所述的方法，其中，第一AC磁场和第二AC磁场的强度在大于0Oe到通过如下将第一磁性斯格明子变换成具有不同特性的第二磁性斯在所述膜上堆叠包括铂Pt、镍Ni、或钯Pd中的至少一3[0002]该申请要求于2021年5月28日提交的韩国专利申请No.10_2021_0069421的优先对应于其他磁结构所需的约1/100,000电流密度的非常低的电流密度(～106A/m2)移动，并明子组成的斯格明子纹理具有S＝0的斯格明子数和0的总拓扑电荷，其补偿斯格明子霍尔4(i)制备在半球形壳体上形成的第一斯格明子；(ii)通过向其施加第一一斯格明子变换成斯格明子纹理；以及(iii)通过向其施加第二AC磁场将斯格明子纹理变[0009]在这些实施例中的一些实施例中，半球形壳体可以通过制备具有多个突起的以及在膜上堆叠包含铂(Pt)、镍(Ni)或钯(Pd)的第一层和包含铁磁材料的第二层来产生。Dzyaloshinskii_Moriya相互作用(DMI)常数可以大于或等于0mJ/m2并且小于或等于一AC磁场和第二AC磁场可以具有小于或等于1000Oe的强度(并且大于0Oe)和范围从1MHz到[0014]图3A到3D示出了根据本发明的实施例的斯格明子的顺时针(CW)模式和逆时针[0015]图4A和4B包括示出了根据本发明的实施例的在呼吸模式和CW模式下由斯格明子[0017]图6A和6B示出了根据本发明的实施例的基于斯格明子数和相应Dint和Ku处的基态[0018]图7是示出了根据本发明的多个实施例的基于壳体直径的斯格明子的稳定性的曲[0019]图8A和8B示出了根据本发明的实施例的基于材料参数在半球形壳体上可形成的[0021]图10A到10C示出了根据本发明的实施例的分析斯格明子纹理的自旋波模式的结5及具体实施例。这些实施例被足够详细地描述以便本领域的普通技术人员能够实施本发明。[0030]斯格明子的类型是基于形成Dzyaloshinskii_Moriya相互作用(DMI)的机制来确[0032]图3A到3D示出了根据本发明的实施例的斯格明子的CW模式和CCW模式。图3A示出[0033]图4A和4B包括示出了根据本发明的实施例的在呼吸模式和CW模式下由斯格明子6[0040]图5A到5D示出了根据本发明的实施例的用于翻转斯格明子的核磁化的模型系图5A是模型系统的透视图，图5B示出了局部磁化m的局部表面的参考系中的三个单位向量定化将结合垂直磁各向异性(PMA)常数Ku、Dzyalo[0044]为了计算在半球形壳体的每个节点处的独立磁化，可以使用Landau_Lifshitz_7[0054]图5C示出在Ku＝0.80MJ/m3和Dint＝3.0mJ/m2下在[0055]图6A和6B示出了根据本发明的实施例的基于斯格明子数和相应Dint和Ku处的基态[0057]在低Dint和低Ku下形成了具有磁化配置的涡旋状态，该磁化配置包括在核的平面成了其中磁化在中心向上指向、在中间向下指向并且在边缘向上指向的斯格明子纹理结[0060]图7是示出了根据本发明的多个实施例的基于壳体直径的斯格明子的稳定性的曲[0063]图8A和8B示出了根据本发明的实施例的基于材料参数在半球形壳上可形成的多8[0064]图9A到9C示出了根据本发明的实施例的分析斯格明子的自旋波模式的结果。图[0065]在本发明的一个试验实施例中，确定了在半球壳体上形成的稳定的斯格明子结给定的Dint和Ku下，用_10.0×10_19J和_11.1×10_19J的能量可以同时和亚稳定的斯格明子纹理状态。表示为辛格_函数场的Hsinc被应用于整个半球形壳体结构[0068]图9A到9C和图10A到10C示出了对于斯格明子和斯格明子纹理，在2R＝100nm的半球形壳体的总体积中所有独立节点的mr振荡的平均快速傅里叶变换(FFT)功率下获得的合7.32GHz、11.08GHz和17.88GHz四个独立模式，并且平面外激发(接近mr＝_1)仅表现出近mr＝_1)仅表现出2.59Ghz和8.33GH理中心处的电力线轮廓清楚地示出了如由黑色箭头指示的径向节点n的位置和数量，并且相位分布示出了沿着方位角方向m的节点的位置和数量。在所有激发模式中壳体边缘处的节点(由灰色箭头指示)被排除在径向节点n的数量之畴壁插入它们之间作为附加节点的源，所以斯格明子纹理的径向节点n的数量总是比斯格9且两个高频模式由n＝1(或n＝2)索引。通过感测_π和π以及CC[0075]在确定半球形壳体上的模式固有频率之后，现在将描述通过在z方向上施加的单谐波振荡场H(t)＝HACsin(2πfrest)的辅助极性切换的呼吸模式动力学(其中fres和HAC分别明子极性切换的动态过程。如图11B和图12B所示，可以使用所施加的磁场(由曲线(a)指[0077]图11A和11B示出了具有S＝+1并且由HAC＝9mT和fres＝3.51G[0078]图12A和12B示出了具有S＝0并且由HAC＝15mT和fres＝8.33GHz驱动的斯格明子纹有向下极性的斯格明子(t＝0.77ns)。当这样的核翻转发生时，高频自旋波从核的中心发态(S＝0)被变换为斯格明子状态(S＝_1)时，斯格明子纹理的共振频率不作为斯格明子的发而将第一斯格明子(S＝+1)变换成斯格明子纹理(S＝0)，并且由于不同于第一AC磁场的磁化与初始斯格明子的核磁化相反的斯格明子可以通过两步结构使固有的无DMI(Dint＝0)斯格明子可以稳定在2R<25nm的当半球形壳体的直径增加时，斯格明子可以具有在从约1GHz至约99GHz的千兆赫范围内的