Electrical detection of spin-orbit torque in antiferromagnets
Antiferromanyetik malzemelerde spin-yörünge torkunun elektriksel ölçümlerle gözlenmesi
- Tez No: 789381
- Danışmanlar: PROF. DR. ÖZHAN ÖZATAY
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 108
Özet
Yeni nesil manyetik bilgi işleme teknolojilerinden olan Ferromanyetik malzeme temelli spintronik cihazlar hafıza cihazlarında uzun bir süre oldukça kritik bir rol oynadı ve ihtiyaçları karşıladı. Ancak hızla artan hacim ve performans gereksinimleri bir noktada ferromanyetik yapıların sınırlarını zorlamaya başladı. Bu noktada antiferromagnetler güncel cihazlardaki bu sorunları çözmek için en önemli aday olarak görülmektedir. Antiferromanyetik (AFM) malzemelerin zıt yönlü spin örgüsü, malzemenin net manyetizasyonunu yok etmesi sayesinde dışarıdan uygulanan manyetik alanlara karşı oldukça dayanıklı olması bu malzemeleri potansiyel cihaz teknolojileri için kaçınılmaz bir aday kılmaktadır. Çalışmamızda AFM cihazlar için manyetik momentlerin DC elektrik akımı kullanılarak manipüle edilmesi ve bunun için kullanılabilecek farklı fiziksel mekanizmalar araştırılmıştır. AFM momentlerin manipüle edilmesi için önerilen birden fazla yöntem olmakla birlikte, bu çalışmada spin-yörünge torku (SOT) kullanılarak elektriksel manipülasyon mekanizması üzerine çalışılmıştır. Bu noktada SOT oluşumu yüksek spin-yörünge etkileşimli ağır metaller (Pt, Ta) kullanılarak elde edilmiştir. Yüksek spin-yörünge etkileşimli(SOC) ağır metal tabakaları(HM) kullanılarak oluşturulan etkide tetikleme mekanizmaları spin Hall etkisi (SHE) ve ara yüzeysel Rashba etkisi (IRE) olup, bu etkilerin AFM yapılarda (IrMn,FeMn) oluşturduğu manyetik manipülasyon araştırılmıştır. İlk olarak bu etkinin fiziksel özelliklerini ve limitlerini test edebilmek adına ikili yapı halinde HM/AFM elektriksel taşınım ölçümleri yapılmış olup, buradan aldığımız donelerle HM/AFM/HM üçlü yapı deneyleri ve [HM/AFM/HM] x n (n=2,3,4..) çoklu yapı deneyleriyle bu etkinin toplanılabilirlik özellikleri araştırılmıştır.
Özet (Çeviri)
Ferromagnetic spintronics has been a game changer for memory technologies, until it has been understood that at some point ferromagnetic properties of these devices won't be able to compensate for the demand on volume and performance. At this point, antiferromagnetic (AFM) spintronics emerged as the most promising alternative and this accelerated the research and investment on AFM spintronics. AFM materials are known with their magnetic toughness due to zero net magnetization in bulk and promising bit per volume ratio thanks to their two spin lattices pointing in opposite directions. In this study, our aim is to achieve current induced manipulation of antiferromagnetic moments. Though there are multiple suggested ways for AFM magnetization manipulation, we study DC electrical transport experiments where by we utilize spin-orbit torque (SOT) effect on metallic AFM materials (IrMn4,IrMn3,FeMn). The underlying mechanism for spin manipulation is a mixture of Spin Hall Effect (SHE) and interfacial Rashba effect (IRE). We start our investigation with bi-layers of high SOC heavy metals (Pt,Ta) and AFM metal(IrMn4,FeMn) hetero structures of [HM/AFM]. Following these experiments, we also investigate the cumulative properties of SOT effect by demonstrating DC electrical transport experiments on HM/AFM/HM tri-layer hetero structures and stacks of [HM/AFM/HM] x n, (where n=2,3,4 etc.). These results will help to improve understanding of the nature of electrical manipulation of AFM spin and determine the conditions to use them as spintronic devices.
Benzer Tezler
- SnO2 karbonmonoksit gaz sensörlerinin üretimi ve elektriksel karakterizasyonu
Fabricationand electrical characterization of SnO2 carbonmonoxidegas sensors
MURAT KABAKCI
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
Fizik ve Fizik MühendisliğiMuğla Sıtkı Koçman ÜniversitesiFizik Bölümü
DOÇ. DR. NEŞE KAVASOĞLU
- A low-noise low-power cmos interface for a GMR biosensor application
Düşük gürültülü düşük güç harcamalı GMR biyosensör arayüzü tasarımı
AYDIN KÖKSAL ARDAL
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiBoğaziçi ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜNHAN DÜNDAR
- Micromagnetic modeling and demonstration of wide bandwidth and ultralow power skyrmion-based spintronic devices and circuits
Geniş bantlı ve ultradüşük güç tüketen skyrmion temelli spintronik aygıt ve devrelerin mikromanyetik modellenmesi ve ispatlanması
ARASH MOUSAVI CHEGHABOURI
Doktora
İngilizce
2023
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKoç ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Assist. Prof. Dr. MEHMET CENGİZ ONBAŞLI
- Concentration and detection of bacteria with combined AC electrokinetic and impedance analysis in microfludic systems
Mikroakışkanlarda AC elektrokinetik tekniklerle empedans tabanlı bakteri algılaması
KADRİYE ÖLMEZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Bilim ve Teknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HÜSEYİN KIZIL
- Nife/X/Irmn (X: cu, cr, pt)-tabanlı planar hall etkisi sensörlerinin üretilmesi ve karakterizasyonu
Fabrication and characterization of nife/X/irmn (X: Cu, cr, pt)-based planar hall effect sensors
HASAN PİŞKİN
Doktora
Türkçe
2020
Fizik ve Fizik MühendisliğiGebze Teknik ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NUMAN AKDOĞAN