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첨단기술정보

스핀-궤도 상호작용에 의한 나노 자석의 스위칭

전문가 제언: 자석은 전기에 어떻게 응답하는가? 특히 강자성체의 자화 벡터는 어떻게 응답하는가? 이 질문에 답하려면 전류발생자장 즉 Oersted 필드 중에서 자화가 경험하는 토크가 관계한다. 특정 자성 박막에서는 더 강력한 전류 유도 토크도 작용할 수 있다. 가장 잘 알려진 전류 유도 토크의 예는 전기가 자화가 불균일한 자성체를 통과 시 일어나는 스핀전달 토크이다.

자기터널접합은 터널 배리어로 거리를 둔 두 개의 나노 크기의 자석으로 되어 있으며 스핀전달 토크를 관찰하기 위한 전형적인 디바이스의 기능을 한다. 자석 사이에 전기를 통하면 고정 자석에 의해 전자스핀이 분극되어 각운동량을 자유 자성층으로 전달하여 자유층이 스위칭 하도록 한다. 스핀전달토크는 자기감쇠 토크에 반하여 작용하는 지배적인 요소인 반감쇠 토크를 갖고 있어 스위칭에 유효하다. 이 멋진 물리학은 스핀전달토크자기메모리(spin transfer torque magnetic random access memory, STT-MRAM)에 상업적으로 이용되고 있다.