利用基于自旋轨道矩的自旋电子器件中电流引起的畴壁位移和磁化翻转,我们能够实现高速和低能耗的信息存储和读写,这对于新一代磁性存储器具有重要意义。由于目前关于电流引起的磁化翻转现象的机制尚不完善,为了提高磁化翻转的效率,使磁化翻转能够更好地应用于电子器件中,我们需要对应用广泛的重金属/铁磁/氧化物体系中的自旋轨道转矩及相关效应进行研究。研究的主要内容有:(1)制备了Pt厚度变化的Ta/Pt/CoFeB/MgO系列样品,通过测量反常霍尔曲线的方式测到了Pt厚度在0-1nm范围内,Slonczewski-like力矩和DMI随着Pt厚度增大而减小,因此在测量磁化翻转曲线后发现,实现完全翻转所需的临界电流密度随着Pt厚度增大而增大,并且翻转所需的面内磁场减小。这一实验结果证实,通过改变重金属插层的厚度,我们可以调节重金属/铁磁界面的自旋轨道转矩和DMI,进而优化电流引起的磁化翻转。通过布里渊光散射实验,我们发现DMI在=1nm附近变号,这一现象证实了Ta/CoFeB和Pt/CoFeB界面具有相反符号的DMI。同时我们还发现DMI的强度在=3nm附近达到饱和,说明DMI是一种界面现象,仅有界面附近的几个单原子层对DMI有贡献。(2)用测量反常霍尔曲线以及磁光克尔效应的方法研究了在存在Dzyaloshinskii-Moriya相互作用(DMI)的情况下,Ta/CoFeB/MgO体系中自旋轨道转矩引起的磁化翻转现象。通过分析自旋轨道转矩效率与面内磁场之间的关系,我们得到了这一体系中DMI有效场的大小约为300Oe。磁光克尔显微镜得到的图像说明在面内磁场不太大的情况下,磁化翻转过程的第一步是反磁化核在霍尔条边缘处形成,然后是畴壁的非对称移动。但是,随着面内磁场逐渐增大,在磁化强度达到完全翻转之前会出现畴壁各向同性的扩张。最后,通过对CoFeB中畴壁进行微磁学模拟,我们进一步证实了实验现象,在电流引起的磁化翻转过程中,DMI和外加磁场影响了畴壁中磁矩的排布,并改变了畴壁位移的行为。