Spin Orbitronics for Electronic Technologies

Descrizione del progetto

Dispositivi magnetici 3D innovativi che potrebbero trasformare l’elettronica

L’orbitronica di spin è una branca emergente della spintronica che sfrutta gli effetti di accoppiamento spin-orbita nei materiali per controllare il flusso di spin degli elettroni. Studi recenti hanno dimostrato che l’interazione di distinti effetti di accoppiamento spin-orbita consente un movimento altamente efficiente dei muri di dominio (MD) guidato dalla corrente nelle nanostrutture magnetiche. Concentrandosi sull’orbitronica di spin, il progetto SORBET, finanziato dal CER, studierà due concetti innovativi di dispositivi MD: un dispositivo a parete a due terminali e a singolo dominio e una memoria 3D racetrack. I dispositivi 3D proposti possono aiutare a superare i limiti di scala dell’elettronica 2D esistente. Un obiettivo chiave è quello di comprendere la coppia spin-orbita che guida il movimento MD nei nanofili, consentendo potenzialmente di creare strutture di spin 3D più complesse, con correnti di soglia più basse per il movimento e fenomeni di trasporto topologico.

Obiettivo

Spintronics is a vibrant field of research that involves the intimate interaction of magnetic structure on the atomic scale with spin currents and spin-polarized charge currents. SORBET is focussed on an emerging sub-field of spintronics, namely that of spin orbitronics. Recent discoveries in this field concern the interplay of several distinct spin orbit coupling derived phenomena that, together, allow for the highly efficient current
induced motion of domain walls (DWs) in magnetic nanowires. It is proposed to explore two classes of domain-wall device concepts: a novel two terminal single-domain wall device composed of a spin-valve based structure that is deposited on a vertical wall or other 3D structure; and a 3D racetrack memory that involves multiple domain walls. The main objectives of the project involve the exploration of atomically engineered thin film magnetic nano-structures that could enable these revolutionary devices, and to unravel and exploit the new physics of this emerging field of research. To achieve these objectives fundamental breakthroughs are needed both in the thin film materials themselves and in the physics that determines the material properties and controls the motion of the DWs. These devices are innately three-dimensional and thus can overcome challenges that limit the scaling of existing two-dimensional electronic technologies.
Novel methods to fabricate these devices will be explored, especially, the use of atomic layer deposition and 3D printing techniques. An important objective will be to understand the origin of the spin orbit torques that
drive domain walls in nanowires and the detailed relationship of these torques to the DW structure; it is anticipated that this will enable even more complex 3D spin textures to be realized that have, for example, much lower threshold currents for motion than is currently possible, and that exhibit topological transport phenomena that could even be used to generate or detect domain walls.

Campo scientifico

Meccanismo di finanziamento

ERC-ADG - Advanced Grant

Istituzione ospitante

MAX-PLANCK-GESELLSCHAFT ZUR FORDERUNG DER WISSENSCHAFTEN EV

Contribution nette de l'UE

€ 2 750 000,00

Indirizzo

HOFGARTENSTRASSE 8
80539 Munchen
Germania

Regione

Bayern Oberbayern München, Kreisfreie Stadt

Tipo di attività

Research Organisations

Collegamenti

Contatta l’organizzazione Sito web

Partecipazione a programmi di R&I dell'UE

Rete di collaborazione HORIZON

Costo totale

€ 2 750 000,00

Beneficiari (1)

MAX-PLANCK-GESELLSCHAFT ZUR FORDERUNG DER WISSENSCHAFTEN EV

Germania

Contribution nette de l'UE

€ 2 750 000,00

Descrizione del progetto

Dispositivi magnetici 3D innovativi che potrebbero trasformare l’elettronica

Obiettivo

Campo scientifico

Programma(i)

Argomento(i)

Invito a presentare proposte

Meccanismo di finanziamento

Istituzione ospitante

Beneficiari (1)

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