报告题目：反铁磁/铁磁结构中基于自旋轨道矩的磁化翻转和交换偏置场翻转

报告人：彭守仲 讲师（北京航空航天大学）

报告时间：2020 年 12 月 17 日（周四）15：30          

报告地点：在线报告（ 腾讯会议 ID : 749 798 715）

报告摘要：

随着半导体器件特征尺寸不断减小，漏电流导致的高静态功耗成为制约集成电路发展的重要瓶颈。基于自旋电子技术的磁存储器件具有非易失存储、低功耗、抗辐照、高读写速度等优点，有望成为克服“后摩尔时代”功耗瓶颈的关键技术，受到学术界和工业界的广泛关注。如何实现低功耗数据写入是磁随机存储器面临的核心问题之一。本报告首先介绍基于压控自旋矩的低功耗磁化翻转，利用反铁磁/铁磁结构的自旋轨道矩和交换偏置场实现垂直磁矩的无磁场翻转，同时利用电压调控磁各向异性效应降低磁化翻转时的能量势垒，最终实现高密度、低功耗的压控自旋矩磁随机存储器。随后介绍基于自旋轨道矩的交换偏置场翻转，利用反铁磁/铁磁结构的自旋轨道矩能够有效调控交换偏置场，通过控制自旋轨道矩电流的大小和方向，可以单独翻转磁矩和交换偏置场方向，从而实现四个状态之间的转换，有望实现新型低功耗磁存储器件。相关成果发表在IEDM会议和Nature Electronics等期刊。

报告人简介：

彭守仲，北京航空航天大学集成电路科学与工程学院讲师。2013年获北京航空航天大学学士学位，2015年在美国加州大学洛杉矶分校联合培养，2018年获北京航空航天大学博士学位。长期从事自旋电子、新型非易失存储器、磁性材料与器件等方面研究，在Nat. Electron.、Adv. Electron. Mater.、Appl. Phys. Lett.等高水平期刊发表SCI论文20余篇，被引500余次。在微电子器件顶级会议IEDM发表一作论文1篇，该会议具有60多年历史，被誉为微电子器件领域的“奥林匹克盛会”，这是北航历史上首次在该会议发表论文。申请中国发明专利6项，获授权3项；申请国际发明专利3项。多次参加国际磁学年会（INTERMAG）、国际磁学与磁性材料大会（MMM）等重要学术会议并做报告，参加国际自旋存储与逻辑研讨会（SML）并获最佳海报奖。主持了国家自然科学基金青年科学基金项目、国*防科技创新特区前沿创新计划等项目，参与了核高基国家科技重大专项子课题、华为海思技术合作项目等项目，获批科研经费700余万元。

参考文献：

[1] Peng S, Zhu D, Li W, et al.. Exchange bias switching in an  antiferromagnet/ferromagnet bilayer driven by spin-orbit torque. Nature Electronics. 2020. https://www.nature.com/articles/s41928-020-00504-6

[2] Peng S, Lu J, Li W, et al.. Field-free switching of perpendicular magnetization through voltage-gated spin-orbit torque. IEEE International Electron Devices Meeting (IEDM). 2019, 28.6.1.

[3] Xiong D, Peng S*, Lu, J, et al.. Modulation of thermal stability and spin-orbit torque in IrMn/CoFeB/MgO structures through atom thick W insertion. Applied Physics Letters. 2020, 117(21): 212401.

[4] Cheng H, Chen J, Peng S*,  et al.. Giant perpendicular magnetic anisotropy in Mo-based double-interface free layer structure for advanced magnetic tunnel junctions. Advanced Electronic Materials. 2020, 6(8): 2000271.

[5] Peng S, Zhu D, Zhou J, et al.. Modulation of heavy metal/ferromagnetic metal interface for high-performance spintronic devices. Advanced Electronic Materials. 2019, 5(8): 1900134.