한국자기학회지 (Journal of the Korean Magnetics Society)

  • 제25권1호
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  • Pages.1-3
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  • 2015
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  • 1598-5385(pISSN)
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  • 2233-6648(eISSN)
한국자기학회 (The Korean Magnetics Society)
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스핀-궤도 돌림힘의 광학적 측정 및 분석법

Optical measurement and analysis technique for spin-orbit torques

  • 윤상준 (서울대학교 물리.천문학부) ;
  • 문준 (서울대학교 물리.천문학부) ;
  • 황현석 (서울대학교 물리.천문학부) ;
  • 최석봉 (서울대학교 물리.천문학부)
  • Yun, Sang-Jun (Department of Physics and Astronomy, Seoul National University) ;
  • Moon, Joon (Department of Physics and Astronomy, Seoul National University) ;
  • Whang, Hyun-Seok (Department of Physics and Astronomy, Seoul National University) ;
  • Choe, Sug-Bong (Department of Physics and Astronomy, Seoul National University)
  • 투고 : 2015.01.15
  • 심사 : 2015.02.11
  • 발행 : 2015.02.28
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초록

본 연구에서는 스핀-궤도 돌림힘의 광학적 측정 방법을 개발하였다. 사인파 전류에 의해 발생하는 스핀-궤도 돌림힘은 해당 주파수와 두 배 주파수로 진동하는 자화의 운동을 유발하는데, 이로 인해 변화하는 자화의 수직 성분을 극광자기 효과를 이용해 측정하였다. 스핀-궤도 돌림힘이 추가된 란다우-리프쉬츠-길버트 방정식의 평형 조건으로부터, 스핀-궤도 돌림힘에 의한 유효 자기장을 정량적으로 분석하였다. 이러한 측정법을 Pd/Co/Pt 박막 시료에 적용하여, 스핀-궤도 돌림힘 효율의 종 방향과 횡 방향의 성분 값을 각각 나누어 측정하는데 성공하였다. 본 연구에서 제시한 측정 및 분석 방법은 기존의 전기적 측정에 비해 오류가 적기 때문에, 스핀-궤도 돌림힘을 측정하는 더 개선된 방법으로 사용할 수 있다.

We demonstrate here an optical measurement technique to quantify the spin-orbit torques. The magnetization dynamics induced by the spin-orbit torques with a sinusoidal current injection is measured by use of polar magneto-optical Kerr effect. The measured signal is then analyzed based on the Landau-Lifhshitz-Gilbert equation with consideration of the spin-orbit torques. The present measurement technique is applied to Pd/Co/Pt films and then, the longitudinal and transverse components of the spin-orbit torques are successfully quantified. The present optical technique provides an alternative way to quantify the spin-orbit torques.

키워드

참고문헌

  1. L. Berger, Phys. Rev. B 54, 9353 (1996). https://doi.org/10.1103/PhysRevB.54.9353
  2. G. Tatara and H. Kohno, Phys. Rev. Lett. 92, 086601 (2004). https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.92.086601
  3. I. M. Miron, K. Garello, G. Gaudin, P. J. Zermatten, M. V. Costache, S. Auffret, S. Bandiera, B. Rodmacq, A. Schuhl, and P. Gambardella, Nature 476, 189 (2011). https://doi.org/10.1038/nature10309
  4. L. Liu, C. F. Pai, L. Yi, H. W. Tseng, D. C. Ralph, and R. A. Buhrman, Science 336, 555 (2012). https://doi.org/10.1126/science.1218197
  5. U. H. Pi, W. K. Kim, J. Y. Bae, S. C. Lee, Y. J. Cho, K. S. Kim, and S. Seo, Appl. Phys. Lett. 97, 162507 (2010). https://doi.org/10.1063/1.3502596
  6. J. Kim, J. Sinha, M. Hayashi, M. Yamanouchi, S. Fukami, T. Suzuki, S. Mitani, and H. Ohno, Nature Mater. 12, 240 (2013).
  7. K. Garello, I. M. Miron, C. O. Avci, F. Freimuth, Y. Mokrousov, S. Blugel, S. Auffret, O. Boulle, G. Gaudin, and P. Gambardella, Nature Nanotech. 8, 587 (2013). https://doi.org/10.1038/nnano.2013.145
  8. X. Fan, H. Celik, J. Wu, C. Ni, K. J. Lee, V. O. Lorenz, and J. Q. Xiao, Nat. Commun. 5, 3042 (2014).
  9. S. Emori, U. Bauer, S. Woo, and G. S. D. Beach, Appl. Phys. Lett. 105, 222401 (2014). https://doi.org/10.1063/1.4903041
  10. K. W. Moon, J. C. Lee, S. B. Choe, and K. H. Shin, Rev. Sci. Instrum. 80, 113904 (2009). https://doi.org/10.1063/1.3262635