14、自旋转移扭矩：多尺度视角下的深入解析

自旋转移扭矩：多尺度视角下的深入解析

1. 磁层切换过程

1.1 反平行到平行（AP - P）切换

在施加0.3V电压的情况下，磁层会发生从反平行（AP）到平行（P）的切换。具体过程如下：
- 初始状态（t = 0 ns） ：自由层与固定层呈反平行状态。
- 电子积累（t = 2.2 ns） ：相对于固定层的多数电子穿过势垒，在绝缘体 - 固定层界面积累。这些积累的多数电子会对自由层施加一个扭矩，促使其磁化方向开始切换。
- 切换进行中（t = 2.6 ns） ：自由层开始从反平行向平行配置转变。
- 最终状态（t = 5 ns） ：自由层的磁化方向最终与固定层平行，完成切换。

1.2 平行到反平行（P - AP）切换

当对接近平行于固定层的自由层施加 - 0.4V的负电压时，会发生从平行到反平行的切换，过程如下：
- 初始状态（t = 0 ns） ：自由层与固定层平行。
- 少数电子积累（t = 6 ns） ：多数载流子被抽走，少数电子在绝缘体 - 固定层界面积累。
- 切换开始（t = 7.6 ns） ：当少数自旋积累到足以克服多数自旋密度时，扭矩开始促使自由层从平行向反平行配置转变。
- 最终状态（t = 8 ns） ：自由层的磁化方向最终与固定层反平行，完成切换。 <