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Rashba-induced chirality switching of domain walls and suppression of the Walker breakdown

机译：Rashba诱导的畴壁手性切换和抑制Walker破坏

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摘要

We investigate the current-induced motion of ferromagnetic domain walls in the presence of a Rashba spin-orbit interaction of the itinerant electrons. We show how a Rashba interaction can stabilize the domain wall motion, such that the Walker breakdown is shifted to larger current densities. The Rashba spin-orbit interaction creates a fieldlike contribution to the spin torque, which breaks the symmetry of the system and modifies the internal structure of the domain wall. Moreover, it can induce an additional switching of the chirality of the domain wall for sufficiently strong Rashba interactions. This allows one to choose the desired chirality by choosing the direction of the applied spin-polarized current. Both the suppression of the Walker breakdown and the chirality switching affect the domain wall velocity significantly. This is even more pronounced for short current pulses, where an additional domain wall drift in either positive or negative direction appears after the pulse ends. By this, we can steer the final position of the domain wall. This mechanism may help to overcome the current limitations of the domain wall motion due to the Walker breakdown which occurs for rather low current densities in systems without a Rashba spin-orbit interaction.
机译：我们在流动电子的Rashba自旋轨道相互作用的存在下研究了铁磁畴壁的电流诱导运动。我们展示了Rashba相互作用如何稳定畴壁运动，从而将Walker击穿转移到更大的电流密度。 Rashba自旋轨道相互作用对自旋扭矩产生类似场的贡献，这破坏了系统的对称性并修改了畴壁的内部结构。而且，对于足够强的Rashba相互作用，它可以引起畴壁的手性的另外切换。这样可以通过选择所施加的自旋极化电流的方向来选择所需的手性。抑制沃克击穿和手性转换都显着影响畴壁速度。对于短电流脉冲而言，这一点甚至更加明显，在脉冲结束后，会出现正向或负向的附加畴壁漂移。这样，我们可以控制畴壁的最终位置。这种机制可以帮助克服由于沃克击穿而导致的畴壁运动的当前局限性，而沃克击穿是在没有拉什巴自旋轨道相互作用的系统中由于电流密度较低而发生的。

著录项

  • 来源
    《Physical review》 |2014年第1期|014433.1-014433.9|共9页
  • 作者

    Martin Stier; Marcus Creutzburg; Michael Thorwart;

  • 作者单位

    Ⅰ.Institut fuer Theoretische Physik, Universitaet Hamburg, Jungiusstrasse 9, 20355 Hamburg, Germany;

    Ⅰ.Institut fuer Theoretische Physik, Universitaet Hamburg, Jungiusstrasse 9, 20355 Hamburg, Germany;

    Ⅰ.Institut fuer Theoretische Physik, Universitaet Hamburg, Jungiusstrasse 9, 20355 Hamburg, Germany;

  • 收录信息
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 eng
  • 中图分类
  • 关键词

    domain walls and domain structure; spin polarized transport;

    机译：畴壁和畴结构;自旋极化传输;

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