본 학위논문은 분자 빔 에피택시 (MBE)를 이용해 (001) GaAs 기판에 성장한 GaMnAsP 필름의 전류 유도 스핀-궤도 토크 (SOT)를 탐구한다.
연구의 첫 번째 부분에서는 12.5nm GaMnAsP 단층에서 전류에 의한 SOT자화 스위칭을 조사한다. 실험은 〈110〉 및 〈100〉 결정 방향을 따라 정렬된 전류 방향에 대한 전류 및 각도 스캔 홀 측정에서 전류-유도 스핀 궤도 필드(SOF)의 효과를 감지하도록 신중하게 설계되었다. 관찰된 전류 극성에 따른 자화 스위칭 거동은 드레셀하우스 및 라쉬바 유형 스핀 궤도 필드의 효과를 기반으로 이해할 수 있다.
두 번째 부분에서는 GaMnAsP 필름에서 SOF 의 두께 의존성을 다룹니다. 전류 유도 자화 스위칭 및 각도 스캔 홀 측정을 사용하여 7 nm 에서 25 nm 범위의 두께를 가진 샘플을 연구하였다. 다양한 필름 두께에 대해 얻은 드레셀하우스 및 라쉬바 유형 SOF 는 전체 범위의 GaMnAsP 필름 두께에 걸쳐 드레셀하우스 유형 SOF 가 우세한 것으로 나타났다. 드레셀하우스 유형과 라쉬바 유형 SOF 의 비율은 필름 두께에 따라 단조롭게 증가하며, 이는 두꺼운 필름에서 드레셀하우스 효과의 중요성을 나타낸다.
마지막 부분에서는 12.5 nm GaMnAsP 필름에서 관찰된 필드-프리 SOT 자화 스위칭에 대해 논의하였다. 우리는 필드-프리 SOT 스위칭의 두 가지 가능한 원인을 제안한다. 하나는 교환 바이어스 효과를 유발하는 반자성 MnO 층의 형성이고, 다른 하나는 결정막의 측면 대칭을 깨는 섬아연광 (zinc-blende) 구조의 비대칭 P 혼합이다. GaMnAsP 필름에서 필드-프리 SOT 스위칭의 기원을 밝히기 위해서는 추가 조사가 필요하지만, 이 연구는 GaMnAsP 필름의 SOT 자화 스위칭에 대한 이해에 기여하고 향후 스핀트로닉스 소자에서의 잠재적 응용에 대한 가능성을 밝힌다.