Faster vortex core switching with lower current density using three-nanocontact spin-polarized currents in a confined structure

We perform micromagnetic simulations on the switching of magnetic vortex core by using spin-polarized currents through a three-nanocontact geometry. Our simulation results show that the current combination with an appropriate current flow direction destroys the symmetry of the total effective energy of the system so that the vortex core can be easier to excite,resulting in less critical current density and a faster switching process. Besides its fundamental significance, our findings provide an additional route to incorporating magnetic vortex phenomena into data storage devices.

纳米盘中磁涡旋核极性反转机制的研究

纳米盘中的磁涡旋因具有形成稳态的尺寸小、热稳定性高以及可以高密度集成等独特的磁特征而被广泛应用在磁随机存储器、新型逻辑原件、纳米微波振荡器等方面。磁涡旋在这些方面的应用主要是利用磁涡旋的旋转回归运动和磁涡旋核极性的反转过程中所表现出来的动力学特征。文章对磁涡旋核极性反转的4种机制进行了详细剖析,并深入讨论了每种反转机制的特征及产生的条件。

自旋极化电流驱动下磁涡旋的旋转回归运动和手征性反转

将方向为(-1,1,-1)的3个自旋极化电流通入纳米盘,用OOMMF(object oriented micromagnetic framework)软件分析自旋极化电流大小和位置分布对磁涡旋动力学行为的影响.结果表明:磁涡旋核做旋转回归运动时,最大速度在轨迹上的位置相对固定,利用该性质,可在最大速度处引入缺陷,使磁涡旋核运动到缺陷处被钉扎并发生反转,从而实现磁涡旋核极性的可控反转;通过改变极化电流的大小或位置,可调节磁涡旋核旋转回归运动频率的大小;在高电流密度区域,可实现磁涡旋手征性反转,且反转时间较短;与极化电流位置对称分布相比,其手征性反转的电流范围变大,达到暂态构型的时间变短。