論文の概要: Electrical control of magnetism by electric field and current-induced torques

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2311.11724v1
• Date: Mon, 20 Nov 2023 12:42:44 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-11-21 18:50:24.592093
• Title: Electrical control of magnetism by electric field and current-induced torques
• Title（参考訳）: 電界と電流誘起トルクによる磁性の電気的制御
• Authors: Albert Fert, Ramamoorthy Ramesh, Vincent Garcia, F\`elix Casanova and Manuel Bibes
• Abstract要約: 凝縮物質物理学における重要な洞察は、電気的にそれを行う可能性を示唆した。 1990年代、SlonczewzkiとBergerは磁気多層膜における電流誘起スピントルクの概念を定式化した。 より最近の研究はスピン軌道トルク(SOT)を明らかにし、SOT-MRAMを含む新しい世代のデバイスに繋がる予定である。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: While early magnetic memory designs relied on magnetization switching by locally generated magnetic fields, key insights in condensed matter physics later suggested the possibility to do it electrically. In the 1990s, Slonczewzki and Berger formulated the concept of current-induced spin torques in magnetic multilayers through which a spin-polarized current may switch the magnetization of a ferromagnet. This discovery drove the development of spin-transfer-torque magnetic random-access memories (STT-MRAMs). More recent research unveiled spin-orbit-torques (SOTs) and will lead to a new generation of devices including SOT-MRAMs. Parallel to these advances, multiferroics and their magnetoelectric coupling experienced a renaissance, leading to novel device concepts for information and communication technology such as the MESO transistor. The story of the electrical control of magnetization is that of a dance between fundamental research (in spintronics, condensed matter physics, and materials science) and technology (MRAMs, MESO, microwave emitters, spin-diodes, skyrmion-based devices, components for neuromorphics, etc). This pas de deux led to major breakthroughs over the last decades (pure spin currents, magnetic skyrmions, spin-charge interconversion, etc). As a result, this field has propelled MRAMs into consumer electronics products but also fueled discoveries in adjacent research areas such as ferroelectrics or magnonics. Here, we cover recent advances in the control of magnetism by electric fields and by current-induced torques. We first review fundamental concepts in these two directions, then discuss their combination, and finally present various families of devices harnessing the electrical control of magnetic properties for various application fields. We conclude by giving perspectives in terms of both emerging fundamental physics concepts and new directions in materials science.
• Abstract（参考訳）: 初期の磁気メモリの設計は局所的に発生する磁場によって磁化を切り替えることに依存しているが、凝縮物物理学における重要な洞察は後に電気的にそれを行う可能性を示唆した。 1990年代、SlonczewzkiとBergerは、スピン偏極電流が強磁性体の磁化を切り替える磁気多層膜における電流誘起スピントルクの概念を定式化した。 この発見はスピントランスファー型磁気ランダムアクセスメモリ(STT-MRAM)の開発を促した。 より最近の研究はスピン軌道トルク(SOT)を明らかにし、SOT-MRAMを含む新しい世代のデバイスに繋がる予定である。 これらの進歩と並行して、マルチフェロニクスと磁気電気結合はルネサンスを経験し、mesoトランジスタのような情報通信技術のための新しいデバイス概念を生み出した。 磁化の電気制御の物語は、基礎研究(スピントロニクス、凝縮物質物理学、材料科学)と技術(mram、メソ、マイクロ波エミッタ、スピンダイオード、スカイミオンベースのデバイス、ニューロモルフィックの構成要素など)の間のダンスである。 このpas de deuxは過去数十年で大きなブレークスルーをもたらした(純粋なスピン電流、磁気スキャミオン、スピンチャージ相互変換など)。 その結果、この分野は消費者電子製品にMRAMを推進してきたが、強誘電体やマグノニクスなどの隣接する研究領域での発見を加速させた。 本稿では,電界と電流誘起トルクによる磁気制御の最近の進歩について述べる。 まず,これら2つの考え方を考察し,それらの組み合わせについて考察し,最後に,様々な応用分野における磁気特性の電気制御を利用した各種デバイスについて述べる。 物質科学における基礎物理学の概念と新たな方向性の両面での視点を与えて結論付ける。

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