Electric current effect on the energy barrier of magnetic domain wall depinning: Origin of the quadratic contribution

에너지 장벽(energy barrier)은 자연계의 여러 시스템에 존재하며, 물체의 운동을 분석하고 기술함에 있어서 에너지 장벽을 정확히 규명하는 것은 그 탐구의 핵심이 된다.

본 연구진은 수직 자성을 가지는 MgO/Co/Pt 나노선 구조에서 전류 및 자기장에 의한 자구벽(Domain Wall)의 운동을 측정하였으며, 이 때 전류 및 자기장이 에너지 장벽에 미치는 영향을 조사하였다. 그 결과 전류에 의한 자구벽의 이동에서 에너지 장벽은 전류의 선형함수뿐만 아니라 제곱 함수로 나타나는 것을 세계 최초로 발견하였다. 이는 기존에 알려져 있던 것과 달리 점진적 스핀토크(adiabatic spin torque)가 무시할 수 없을 만큼 크다는 것을 의미하며, 기존의 분석들이 오류를 가질 수 있음을 지적하는 것이었다. 또한, 점진적 스핀토크는 전류의 방향과 관계없이 항상 에너지 장벽을 낮추는 방향으로 작용하므로, 낮은 수준의 소비전력을 가지는 자성 메모리 소자의 개발에 이바지 할 것으로 기대를 모으고 있다.

본 연구 성과는 Physical Review Letters에 11월 18일 출간되었다.

URL: http://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.107.217205
DOI: 10.1103/PhysRevLett.107.217205