MARC

 008260126s2025        us                              c    eng  d
■001000017359346
■00520260202105105
■006m          o    d                
■007cr#unu||||||||
■020    ▼a9798297601086
■035    ▼a(MiAaPQ)AAI32236594
■040    ▼aMiAaPQ▼cMiAaPQ
■0820  ▼a530
■1001  ▼aOzgur,  Rustem.
■24510▼aSpin-Orbit  Torque  Induced  by  Amorphous  Cobalt  Germanium  and  Amorphous  Platinum  Germanium
■260    ▼a[Sl]▼bUniversity  of  California,  Berkeley▼c2025
■260  1▼aAnn  Arbor▼bProQuest  Dissertations  &  Theses▼c2025
■300    ▼a122  p
■500    ▼aSource:  Dissertations  Abstracts  International,  Volume:  87-04,  Section:  B.
■500    ▼aAdvisor:  Hellman,  Frances.
■5021  ▼aThesis  (Ph.D.)--University  of  California,  Berkeley,  2025.
■520    ▼aEfficient  logic  and  memory  units  are  essential  for  modern  information  technologies.  A  promising  strategy  for  lowering  the  power  consumption  of  magnetic  memory  and  logic  units  involves  switching  magnetic  bits  using  spin  currents,  which  exert  torque  by  transferring  angular  momentum  upon  entering  a  magnetic  layer.  Efficient  generation  of  spin  currents  requires  materials  with  high  charge-to-spin  conversion  efficiency.  Such  materials,  known  as  spin-orbit  torque  (SOT)  generators,  produce  spin  currents  that  can  deterministically  switch  adjacent  magnetic  layers.In  this  thesis,  we  investigate  amorphous  CoxGe1−x  and  PtxGe1−x  alloys  as  candidate  SOT  source  materials  for  next-generation  magnetic  memory  technologies.  These  systems  offer  tunable  structural  and  electronic  properties  through  compositional  control.  We  hypothesize  that  amorphization  enhances  spin-orbit  coupling,  partially  localizes  charge  carriers,  and  reduces  the  electron  mean  free  path,  thereby  increasing  spin-dependent  scattering  and  improving  charge-to-spin  current  conversion  efficiency.  Also,  amorphization  prevents  additional  phase  formation  and  the  need  for  a  suitable  seed  layer,  issues  that  hinder  the  practical  use  of  crystalline  heavy  metals  (which  are  commonly  used  as  SOT  generators)  such  as  platinum  and  tungsten.Thin  films  of  non-magnetic  a-CoxGe1−x  and  a-PtxGe1−x  were  deposited  using  DC  and  pulsed  magnetron  co-sputtering.  The  films  were  interfaced  with  both  in  plane  magnetized  permalloy  (Ni81Fe19)  and  out  of  plane  magnetized  Pt/Co  multilayers,  with  appropriate  capping  layers.  A  comprehensive  set  of  characterization  techniques  was  employed:  atomic  force  microscopy  (AFM)  and  stylus  profilometry  for  surface  morphology  and  thickness  calibration;  X-ray  reflectometry  (XRR)  for  layer  thickness;  Rutherford  backscattering  spectrometry  (RBS)  for  compositional  analysis;  and  high-resolution  transmission  electron  microscopy  (HRTEM)  for  microstructural  evaluation.  Magnetic  properties  were  investigated  using  superconducting  quantum  interference  device  (SQUID)  magnetometry  and  vibrating  sample  magnetometry  (VSM).We  observed  significantly  enhanced  spin  Hall  angles  (SHA)  across  the  entire  composition  range,  which  we  attribute  to  spin-orbit  coupling  enhancement  via  amorphization.  SHA  values  increased  with  increasing  Co  or  Pt  content,  reaching  a  maximum  near  the  amorphous-to-crystalline  transition,  beyond  which  SHA  began  to  decrease  due  to  the  onset  of  crystallization.  Peak  SHA  values  of  19.6%  and  29.6%  were  achieved  for  Co55Ge45  and  Pt70Ge30,  respectively.  These  values  exceed  the  6%  typically  reported  for  pure  Pt.Out  of  plane  switching  experiments  further  demonstrated  the  functionality  of  these  materials.  Co55Ge45  interfaced  with  Pt/Co  multilayers  achieved  full  switching  with  a  switching  current  density  as  low  as  1.91  x  106  A/cm2.  Pt70Ge30  was  partially  switched  with  a  current  density  of  1  x  107  A/cm2  .  Both  of  these  switching  current  densities  are  lower  than  those  reported  for  pure  Pt  or  Pt-based  alloys  (1.2  to  8.2  x  107  A/cm2  ).  Concurrent  magnetic  domain  imaging  using  magneto-optic  Kerr  effect  (MOKE)  microscopy  revealed  a  quadrupolar  switching  behavior,  with  the  switching  behavior  governed  by  the  direction  of  the  applied  current  and  the  in  plane  magnetic  field.  The  imaging  confirmed  current-induced  domain  nucleation  and  propagation  during  the  switching  process. These  results  demonstrate  the  viability  of  amorphization  as  a  design  strategy  for  high-performance  SOT  materials.  Amorphous  CoxGe1−x  and  PtxGe1−x  effectively  convert  electrical  currents  into  spin  currents  and  enable  switching  of  out  of  plane  magnetized  layers,  making  them  strong  candidates  for  future  SOT  logic  and  memory  applications.
■590    ▼aSchool  code:  0028.
■650  4▼aPhysics
■650  4▼aApplied  physics
■650  4▼aMaterials  science
■650  4▼aInformation  technology
■650  4▼aComputational  physics
■653    ▼aAmorphous
■653    ▼aCobalt  germanium
■653    ▼aMagnetic  switching
■653    ▼aMagnetism
■653    ▼aPlatinum  germanium
■653    ▼aSpin-orbit  torque
■690    ▼a0794
■690    ▼a0605
■690    ▼a0215
■690    ▼a0489
■690    ▼a0216
■71020▼aUniversity  of  California,  Berkeley▼bMaterials  Science  &  Engineering.
■7730  ▼tDissertations  Abstracts  International▼g87-04B.
■790    ▼a0028
■791    ▼aPh.D.
■792    ▼a2025
■793    ▼aEnglish
■85640▼uhttp://www.riss.kr/pdu/ddodLink.do?id=T17359346▼nKERIS▼z이  자료의  원문은  한국교육학술정보원에서  제공합니다.

Preview

Export

ChatGPT Discussion

AI Recommended Related Books