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스핀-궤도토크에 의한 2단 전극 소자에서의 다중 자구벽 주입기

한국자기학회지, Volume 31, Number 5, 31 Oct 2021, Pages 203-207
심재훈 (전남대학교 물리학과), 제숭근 * (전남대학교 물리학과)
Abstract
본 연구에서는 수직자기이방성을 가지는 자성 레이스트랙의 한쪽 끝에 수직자기이방성의 기울기를 도입했을 때, 스핀-궤도토크
에 의한 연속적인 자구 및 자구벽 생성-주입에 대해 미소자기 전산모사를 통해 조사했다. 수직자기이방성이 줄어드는 영역에서
유사감쇄토크에 의해 연속적인 자구가 생성되고 이것이 레이스트랙으로 주입될 수 있음을 확인했다. 자구 생성 및 주입을 위한
문턱 전류는 레이스트랙 끝 점의 유효 수직자기이방성이 0에 가까워 질수록 최소가 되다. 끝점의 유효 수직자기이방성이 음의 방
향으로 커질수록 문턱 전류는 수직자기이방성 기울기에 따라 증가하는데, 이것은 자기이방성 기울기가 자구벽 주입에 장벽으로
작용하기 때문이다. 이 결과는 연속 자구 생성-주입을 위한 최적화된 수직자기이방성 기울기에 대한 디자인 룰을 제공할 수 있
을 것으로 기대한다.

We performed micromagnetic simulations on a multiple magnetic domain wall injector in a two-terminal device where a magnetic
gradient is implanted at one end. In the magnetic gradient region, successive up-down magnetization is generated by the spin-orbit
torque and, in turn, injected into the magnetic wire with a strong perpendicular magnetic anisotropy, resulting in multiple domain
propagation. We found that the threshold current for the multiple domain injection is minimized when an effective magnetic anisotropy
at the end becomes nearly zero. As the effective anisotropy becomes more negative, the threshold current increases with a magnetic
anisotropy gradient because the gradient acts as a barrier to the domain injection. Our result provides design rules for the optimized
magnetic anisotropy gradient for the multiple domain generation and injection.
Keywords: 스핀-궤도토크; 자구벽 주입기; 수직자기이방성 기울기; spin-orbit torque; domain wall injection; magnetic anisotropy gradient
DOI: https://doi.org/10.4283/JKMS.2021.31.5.203