Novel spin Hall effect materials and artificially engineered magnetic thin film heterostructures for energy-efficient spintronic memories

Abstract

Die Entdeckung neuartiger Materialien mit überlegenen Eigenschaften ist ein Schlüsselfaktor zur Förderung des Fortschritts von hochgradig energieeffizienten spintronischen Speichern, die dringend benötigt werden, um die steigende Nachfrage nach Datenspeicherung zu befriedigen. Von besonderem Interesse sind neue Materialien, die Ladungsströme mit hoher Effizienz in Spinströme umwandeln. Diese könnten sich auf zwei unterschiedliche Klassen von Spintronik-Speichern auswirken, nämlich magnetoresistive Direktzugriffsspeicher, die bereits in Massenproduktion sind, und Rennstreckenspeicher, die ein großes Potenzial für nichtflüchtige Speichergeräte mit hoher Dichte und hoher Leistung haben. Für letztere sind chirale nicht-kollineare Spintexturen wie Domänenwände und Skyrmionen die grundlegenden Speicherelemente. Ich werde unsere Arbeit über energieeffiziente Rennstreckenspeicher und unsere Erkenntnisse über magnetische Blasen und Néel-Skyrmionen in intermetallischen Dünnschichten vorstellen.

The discovery of novel materials with superior properties is a key factor to promote the progress of highly energy-efficient spintronic memories, which are urgently needed to satisfy the increasing demand for data storage. Of special interest are new materials that convert charge current into spin currents with high efficiency. These could impact two distinct classes of spintronic memories, namely magnetoresistive random-access memories, that are already in mass production, and racetrack memories that have great potential for high density and high performance, non-volatile memory-storage devices. For the latter chiral non-collinear spin textures such as domain walls and skyrmions are the basic storage elements. I will introduce our work about energy efficient racetrack memories and our findings about magnetic bubbles and Néel skyrmions in intermetallic thin films.