Pristupačnost
U najnovijem broju Physical Review Letters, dr.sc. Amir Hamzić, prof. emeritus s Fizičkog odsjeka PMF-a je, u suradnji sa znanstvenicima iz Kine (Beihang University, Peking i Shandong University, Jinan), SAD (University of Arizona) i Francuske (nobelovac A. Fert), objavio rad pod naslovom ‘Sign Change of Spin-Orbit Torque in Pt/NiO/CoFeB Structures’. Rad je, zbog svog značaja i utjecaja na znanstveno područje, izabran kao 'PRL Editors' Suggestion'.
Referenca: Phys. Rev. Lett. 128, 217702 (2022)
Spintronika je sinonim za istraživanja svojstava spina elektrona, koja su fundamentalno unaprijedila današnju informatičku tehnologiju. Posljednjih desetljeća fokus istraživanja u spintronici je učinkovita kontrola lokalne magnetizacije korištenjem toka elektrona, zasnovana na tzv. spin-orbit torque (SOT) efektu, i njena primjena u novim magnetskim memorijama (MRAM) i oscilatorima. U tipičnoj dvoslojnoj HM/FM (npr. Pt/Co) strukturi, injekcijom nepolarizirane struje elektrona se zbog spinskog Hall efekta u teškom metalu (s jakom spin-orbit interakcijom; tipično platina) generira transverzalna struja spinova i njihova akumulacija na granici HM/FM. Spinovi difundiraju u FM sloj, prenoseći angularni moment spinske struje na magnetizaciju FM i izazivaju zakretni moment koji mijenja orijentaciju magnetizacije. Zakretni moment se sastoji od dvije komponente: prva izaziva precesiju magnetizacije oko smjera spinske polarizacije (tzv. field-like, FL), a druga nastoji reorijentirati magnetski moment u smjer spinske polarizacije (tzv. damping-like, DL ili AD). Početne dvoslojne strukture danas sve više zamjenjuju troslojne, u kojima se između HM i FM nalazi tanki sloj antiferomatgnetskog izolatora (AFM), za koji se pokazalo da podržava spinsku struju s visokom učinkovitošću i efikasno prenosi SOT na velike udaljenosti.
Koristeći tehniku mjerenja drugog harmonika Hallovog efekta te spinskog magnetootpora (SMR), naša istraživanja bila su orijentirana na spin-orbit zakretni momenti u Pt/NiO/CoFeB strukturama u širokom temperaturnom području. Rezultati su pokazali značajnu temperaturnu ovisnost DL doprinosa, koji mijenja svoj predznak ispod određene temperature (koja ovisi o debljini NiO sloja). Za razliku od pozitivnog DL na visokim temperaturama, koji je posljedica sudjelovanja magnona u prijenosu spin-orbit zakretnog momenta kroz AFM, negativni DL i SMR na niskim temperaturama uzrokovani su magnetskim interakcijama u heterostrukturi. One se mogu pripisati nekolinearnoj magnetskoj konfiguraciji NiO i antiferomagnetskoj interakciji neto NiO momenata sa CoFeB momentima u NiO/CoFeB graničnom sloju. Činjenica da se, osim do sada poznatih načina prijenosa elektronima ili magnonima, SOT može prenositi i magnetskim interakcijama (bez da uključuje gibajuće naboje) stvara alternativnu platformu za razvoj nekolinearne antiferomagnetske spintronike.
