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國立臺灣大學 材料科學與工程學研究所 白奇峰所指導 張庭瑀的 磁性異質結構中自旋矩引發單向磁阻之研究 （2020），提出amr硬碟關鍵因素是什麼，來自於自旋霍爾效應、自旋矩轉移、磁性異質結構、磁阻、微米尺寸元件。
而第二篇論文國立交通大學 材料科學與工程學系所 曾院介所指導 黃昱翰的 反鐵磁記憶體之翻轉機制研究 （2018），提出因為有 交換耦合、X光吸收光譜、異向性磁阻的重點而找出了 amr硬碟的解答。
磁性異質結構中自旋矩引發單向磁阻之研究
為了解決amr硬碟 的問題，作者張庭瑀 這樣論述：
磁阻效應 (Magnetoresistance) 描述在不同磁化量方向其縱向電阻的變化。至今為止，磁阻效應被廣泛研究並應用在硬碟 (hard-disk drive) 以及次世代磁阻式隨機存取記憶體 (next-generation magnetoresistive random access memory, MRAM) 上，例如巨磁阻 (GMR) 以及穿隧磁阻效應 (TMR)。近年來，人們發現自旋霍爾效應也能產生磁阻。這些磁阻不僅能用來表徵電荷流—自旋流轉化效率，同時也能用來作為磁性元件的讀取機制。這些磁阻分別為自旋霍爾磁阻 (SMR) 和單向磁阻 (UMR)。自旋霍爾磁阻描述透過吸收或反射
自旋霍爾效應感應出的自旋流來造成層膜異質結構的電阻變化，而單向磁阻則是描述來自於自旋相關散射和磁振子-電子散射所造成的電阻變化。雖然單向磁阻可由上述兩種效應解釋，但其理論仍有缺陷。在這篇論文中，我通過施加大範圍的電流與外加磁場進行電流依賴及磁場依賴之單向磁阻量測，發現在鎢鈷鐵硼雙層異質結構中具有很大的單向磁阻值，其值大於過去研究中在室溫的金屬磁性異質結構中所量測到的單向磁阻。我也發現在大電流區間下有額外的機制出現並影響單向磁阻，而此機制與自旋霍爾磁阻一樣，與金屬磁性異質結構的阻尼似自旋矩轉移轉換效率 ( ) 有關。接著我進一步利用宏自旋模擬(macrospin simulation)驗證自旋霍
爾感應的自旋矩與單向磁阻的關聯性，其說明了額外的單向磁阻是來自於磁化量的偏移。因此對於此額外的單向磁阻，我暫時將其稱之為自旋矩轉移單向磁阻(STT-UMR)。除此之外，藉由模擬及實驗結果，我可以估算阻尼似自旋矩轉移轉換效率。除此之外，我也進行電致磁化翻轉量測，發現阻尼似自旋矩轉移轉換效率的趨勢與藉由模擬和實驗數據估算出來的值相差不大。因此，我的研究成果說明了單向磁阻與自旋矩轉移之間強烈的關聯性，其對於探討單向電阻的來源以及應用可行性是有幫助的。
反鐵磁記憶體之翻轉機制研究
為了解決amr硬碟 的問題，作者黃昱翰 這樣論述：
鐵磁/反鐵磁多層膜交換偏壓系統自IBM將其與巨磁阻現象結合，設計出自旋閥結構的硬碟讀取頭後，便成為自旋電子學中的重要元素。早期的研究大多著重於此系統中鐵磁層的特性。隨著理論以及實驗技術的演進，此系統中反鐵磁層的自旋動態逐漸呈為研究的主題，當反鐵磁層在特定的厚度時，鐵磁層翻轉時同時亦會改變反鐵磁層的自旋組態，此現象稱為自旋彈簧。本研究分析鈷鐵棚/銥錳的多層膜以及Hall bar元件中，是否具有自旋彈簧現象而能以外加磁場或電流的方式，改變銥錳的自旋組態，並以電性量測分析此系統的SOT翻轉行為以及磁阻現象。利用XMLD光譜，可以探測反鐵磁層中的尼爾向量是否有偏轉，於薄膜樣品我們發現在±1000 O
e的外加磁場時，可以在水平異向性的樣品中看到尼爾向量往垂直膜面方向翻轉的特徵。我們更進一步利用臨場光譜量測系統對Hall bar元件通以電流脈衝後量測XMLD光譜，實驗結果指出不論是水平異向性或垂直異向性的元件，都在給予電流脈衝的同時施加與電流方向平行的磁場，才能觀察到反鐵磁層有偏轉的跡象。接著我們使用電性量測平台分析垂直異向性的Hall bar元件的傳輸行為，AHE量測確定此系統除了鐵磁層為垂直異向性外，亦有一垂直方向的交換偏壓。利用電流脈衝進行SOT翻轉量測，發現此樣品的確無法在沒有水平外加磁場的情況下達成完全翻轉，但在給予15 Oe的磁場後可以達成翻轉，值得注意的是若給予反向-25 Oe
的磁場，翻轉行為再度回到部分翻轉，這可能是由於鐵磁層因垂直交換偏壓而有一偏好的方向。對此樣品量測Rxx時，我們發現在外加磁場為±2500 Oe時，Rxx有約0.162%的異向性磁阻，由於在此磁場強度下鐵磁層磁化方向應完全與外加磁場一致，因此此異向性磁阻源於反鐵磁層中的尼爾向量因交換彈簧現象偏轉，而在正負磁場下與電流方向有不同的夾角產生的。