Non-linear and Non-equilibrium Phenomena in Magnetic Tunnel Junctions

[1] R. Kubo, J. Phys. Soc. Jpn. 12 (1957).

[2] M. S. Green, J. Chem. Phys. 22, 398 (1954).

[3] R. Landauer, IBM J. Res. Dev. 1, 223 (1957).

[4] Y. M. Blanter and M. Bu¨ttiker, Phys. Rep. 336, 1 (2000).

[5] S. Maekawa, H. Adachi, and K. Uchida, J. Phys. Soc. Jpn. 82 (2013).

[6] A. Hirohata and K. Takanashi, J. Phys. D 47 (2014).

[7] I. Zˇuti´c, J. Fabian, and S. Das Sarma, Rev. Mod. Phys. 76, 323 (2004).

[8] Y. Niimi, D. Wei, and Y. Otani, J. Phys. Soc. Jpn. 86 (2017).

[9] D. H. Wei, Y. Niimi, B. Gu, T. Ziman, S. Maekawa, and Y. Otani, Nat. Commun. 3, 1058 (2012).

[10] J. Grollier, V. Cros, A. Hamzic, J. M. George, H. Jaffr´es, A. Fert, G. Faini,J. Ben Youssef and H. Legall, Appl. Phys. Lett. 78, 3663 (2001).

[11] E. Saitoh, M. Ueda, H. Miyajima, and G. Tatara, Appl. Phys. Lett. 88 (2006).

[12] T. Yang, T. Kimura, and Y. Otani, Nat. Phys. 4, 851 (2008).

[13] M. Julliere, Phys. Lett. A 54, 225 (1975).

[14] M. N. Baibich, J. M. Broto, A. Fert, F. N. Van Dau, F. Petroff, P. Etienne,G. Creuzet, A. Friederich, and J. Chazelas, Phys. Rev. Lett. 61, 2472 (1988).

[15] G. Binasch, P. Gru¨nberg, F. Saurenbach, and W. Zinn, Phys. Rev. B 39, 4828 (1989).

[16] T. Miyazaki and N. Tezuka, J. Magn. Magn. Mater. 139 (1995).

[17] J. S. Moodera, L. R. Kinder, T. M. Wong, and R. Meservey, Phys. Rev. Lett.74, 3273 (1995).

[18] W. H. Butler, X. G. Zhang, T. C. Schulthess, and J. M. MacLaren, Phys. Rev. B 63, 544161 (2001).

[19] S. Yuasa, T. Nagahama, A. Fukushima, Y. Suzuki, and K. Ando, Nat. Mater.3, 868 (2004).

[20] S. S. Parkin, C. Kaiser, A. Panchula, P. M. Rice, B. Hughes, M. Samant, and S. H. Yang, Nat. Mater. 3, 862 (2004).

[21] J.-G. J. Zhu and C. Park, Mater. Today 9, 36 (2006).

[22] S. Ikeda, J. Hayakawa, Y. Ashizawa, Y. M. Lee, K. Miura, H. Hasegawa, M. Tsunoda, F. Matsukura, and H. Ohno, Appl. Phys. Lett. 93, 082508 (2008).

[23] L. Van Hove, Phys. Rev. 95, 249 (1954).

[24] R. Meservey and P. M. Tedrow, Phys. Rep. 238 (1994).

[25] M. I. Dyakonov, V. I. Perel, Phys. Lett. A 35, 459 (1971).

[26] J. Sinova, D. Culcer, Q. Niu, N. A. Sinitsyn, T. Jungwirth, and A. H. Mac- Donald, Phys. Rev. Lett. 92, 126603 (2004).

[27] S. O. Valenzuela, and M. Tinkham, Nature 442, 176 (2006).

[28] R. Yu, B. F. Miao, L. Sun, Q. Liu, J. Du, P. Omelchenko, B. Heinrich, M. Wu, and H. F. Ding, Phys. Rev. Materials 2, 074406 (2018).

[29] M. Johnson and R. H. Silsbee, Phys. Rev. Lett. 55, 1790 (1985).

[30] J. C. Slonczewski, J. Magn. Magn. Mater. 159, L1 (1996).

[31] L. Berger, Phys. Rev. B 54, 9353 (1996).

[32] T. Taniguchi, Y. Utsumi, M. Marthaler, D. S. Golubev, and H. Imamura, Phys. Rev. B 87, 054406 (2013).

[33] N. Locatelli, V. Cros, and J. Grollier, Nat. Mater. 13, 11 (2014).

[34] T. Kawahara, K. Ito, R. Takemura, H. Ohno, Microelectron. Reliab. 52, 613 (2012).

[35] S. Urazhdin, O. N. Birge, P. W. Pratt, J. Bass, Phys. Rev. Lett. 91, 146803 (2003).

[36] Y. Utsumi and T. Taniguchi, Phys. Rev. Lett. 114, 186601 (2015).

[37] S. I. Kiselev, J. C. Sankey, I. N. Krivorotov, N. C. Emley, R. J. Schoelkopf,R. A. Buhrman and D. C. Ralph, Nature 425, 380 (2003).

[38] A. M. Deac, A. Fukushima, H. Kubota, H. Maehara, Y. Suzuki, S. Yuasa, Y. Nagamine, K. Tsunekawa, D. D. Djayaprawira, and N. Watanabe, Nat. Phys. 4, 803 (2008).

[39] L. L., Phys. Rev. Lett. 109, 186602 (2012).

[40] M. Tarequzzaman, T. B¨ohnert, M. Decker, J. D. Costa, J. Borme, B. Lacoste,E. Paz, A. S. Jenkins, S. Serrano-Guisan, C. H. Back, R. Ferreira, and P. P. Freitas, Commun. Phys. 2, 20 (2019).

[41] A. Dussaux, B. Georges, J. Grollier, V. Cros, A. V. Khvalkovskiy, A. Fukushima,M. Konoto, H. Kubota, K. Yakushiji, S. Yuasa, K. A. Zvezdin, K. Ando, and A. Fert, Nat. Commun. 1, 8 (2010).

[42] D. Houssameddine, U. Ebels, B. Dela¨et, B. Rodmacq, I. Firastrau, F. Ponthe- nier, M. Brunet, C. Thirion, J. P. Michel, L. Prejbeanu-Buda, M. C. Cyrille,O. Redon, and B. Dieny, Nat. Mater. 6, 447 (2007).

[43] S. H. Choi, Y. S. Kang, J. S. Cho, Y. I. Oh, M. Shin, H. Park, C. Jang, C.B. Min, I. S. Kim, Y. S. Park, S. C. Park, Sci. Rep. 4, 5486 (2015).

[44] K. Konishi, D. K. Dixit, A. A. Tulapurkar, S. Miwa, T. Nozaki, H. Kubota, A. Fukushima, S. Yuasa, and Y. Suzuki, Appl. Phys. Lett. 102, 162409 (2013).

[45] A. Tulapurkar, Y. Suzuki, A. Fukushima, H. Kubota, H. Maehara, K. Tsunekawa,D. D. Djayaprawira, N. Watanabe, and S. Yuasa, Nature 438, 339 (2005).

[46] T. Chen, R. K. Dumas, A. Eklund, P. K. Muduli, A. Houshang, A. A. Awad,P. Du¨rrenfeld, B. G. Malm, A. Rusu, and J. ˚Akerman, Proc. IEEE 104, 1919 (2016).

[47] S. Tsunegi, E. Grimaldi, R. Lebrun, H. Kubota, A. S. Jenkins, K. Yakushiji,A. Fukushima, P. Bortolotti, J. Grollier, S. Yuasa, and V. Cros, Sci. Rep. 6, 26849 (2016).

[48] R. Lebrun, S. Tsunegi, P. Bortolotti, H. Kubota, A. S. Jenkins, M. Romera, K. Yakushiji, A. Fukushima, J. Grollier, S. Yuasa, and V. Cros, Nat. Commun. 8, 15825 (2017).

[49] R. Khymyn, I. Lisenkov, J. Voorheis, O. Sulymenko, O. Prokopenko, V. Tiberkevich, J. Akerman, and A. Slavin, Sci. Rep. 8, 15727 (2018).

[50] M. Romera, P. Talatchian, S. Tsunegi, F. A. Araujo, V. Cros, P. Bortolotti,J. Trastoy, K. Yakushiji, A. Fukushima, H. Kubota, S. Yuasa, M. Ernoult, D. Vodenicarevic, T. Hirtzlin, and N. Locatelli, and D. Querlioz, and J. Grollier, Nature 563, 230 (2018).

[51] M. Riou, J. Torrejon, B. Garitaine, F. A. Araujo, P. Bortolotti, V. Cros, S. Tsunegi, K. Yakushiji, A. Fukushima, H. Kubota, S. Yuasa, D. Querlioz, M.D. Stiles, and J. Grollier, Phys. Rev. Appl. 12, 024049 (2019).

[52] M. R. Pufall, W. H. Rippard, S. Kaka, T. J. Silva, S. E. Russek, Appl. Phys. Lett. 86, 082506 (2005).

[53] Y. Pogoryelov, P. K. Muduli, S. Bonetti, E. Iacocca, F. Mancoff, and J.˚Akerman, Appl. Phys. Lett. 98, 192501 (2011).

[54] D. Kumar, K. Konishi, N. Kumar, S. Miwa, A. Fukushima, K. Yakushiji, S. Yuasa, H. Kubota, C. V. Tomy, A. Prabhakar, Y. Suzuki, and A. A. Tula- purkar, Sci. Rep. 6, 30747 (2016).

[55] H. Singh, K. Konishi, S. Bhuktare, A. Bose, S. Miwa, A. Fukushima, K. Yakushiji, S. Yuasa, H. Kubota, Y. Suzuki, and A. Tulapurkar, Phys. Rev. Appl. 8, 064011 (2017).

[56] Katine J. A. and Albert F. J. and Buhrman R. A. and Myers E. B. and Ralph D. C., Phys. Rev. Lett. 84, 3149 (2000).

[57] F. J. Albert, N. C. Emley, E. B. Myers, D. C. Ralph, R. A. Buhrman R. A., Phys. Rev. Lett. 89, 226802 (2002).

[58] J. Hayakawa, S. Ikeda, K. Miura, M. Yamanouchi, Y. M. Lee, R. Sasaki, M. Ichimura, K. Ito, T. Kawahara, R. Takemura, T. Meguro, F. Matsukura, H. Takahashi, H. Matsuoka, and H. Ohno, IEEE Trans. Mag. 44, 1962 (2008).

[59] L. Liu, T. Moriyama, D. C. Ralph, and R. A. Buhrman, Phys. Rev. Lett.106, 036601 (2011).

[60] J. Z. Sun, Phys. Rev. B 62, 570 (2000).

[61] S. Iihama, S. Mizukami, H. Naganuma, M. Oogane, Y. Ando, and T. Miyazaki, Phys. Rev. B 89, 174416 (2014).

[62] S. Iwakiri, Y. Niimi, and K. Kobayashi, Applied Physics Express 10, 053001 (2017).

[63] S. Iwakiri, Y. Niimi, and K. Kobayashi, Applied Physics Express 11, 119201 (2018).

[64] S. Murakami, N. Nagaosa, and S. C. Zhang, Science 301, 1348 (2003).

[65] E. I. Rashba, Phys. Rev. B 68 (2003).

[66] Y. Tserkovnyak, A. Brataas, and G. E. W. Bauer, Phys. Rev. B 66 (2002).

[67] T. Taniguchi and W. M. Saslow, Phys. Rev. B 90 (2014).

[68] A. Kamra and W. Belzig, Phys. Rev. Lett. 116 (2016).

[69] W. Schottky, Ann. Phys. 362, 541 (1918).

[70] J. Meair, P. Stano, and P. Jacquod, Phys. Rev. B 84 (2011).

[71] T. Arakawa, J. Shiogai, M. Ciorga, M. Utz, D. Schuh, M. Kohda, J. Nitta, D. Bougeard, D. Weiss, T. Ono, and K. Kobayashi, Phys. Rev. Lett. 114 (2015).

[72] K. Thibault, J. Gabelli, C. Lupien, and B. Reulet, Phys. Rev. Lett. 114(2015).

[73] J. Basset, A. Kasumov, A. Yu., C. P. Moca, G. ZarA˜ ¡ nd, P. Simon, H. Bouchiat, and R. Deblock, Phys. Rev. Lett. 108 (2012).

[74] A. L. Grimsmo, F. Qassemi, B. Reulet, and A. Blais, Phys. Rev. Lett. 116(2016).

[75] F. J. Jedema, A. T. Filip, and B. J. Wees, Nature 410, 345 (2001).

[76] H. Nyquist, Phys. Rev. 32, 110 (1928).

[77] K. Liu, K. Xia, and G. E. W. Bauer, Phys. Rev. B 86 (2012).

[78] L. Esaki, Phys. Rev. 109, 603 (1958).

[79] I. Giaever and K. Megerle, Phys. Rev. 122, 1101 (1961).

[80] W. Eisenmenger and A. H. Dayem, Phys. Rev. Lett. 18, 125 (1967).

[81] J. M. Rowell, W. L. McMillan, and W. L. Feldmann, Phys. Rev. 180, 658 (1969).

[82] B. C. Stipe, M. A. Rezaei, and W. Ho, Science 280, 1732 (1998).

[83] M. H. Devoret, D. Esteve, H. Grabert, G. L. Ingold, H. Pothier, and C. Urbina, Phys. Rev. Lett 64, 1824 (1990).

[84] L. P. Kouwenhoven, S. Jauhar, K. McCormick, D. Dixon, P. L. McEuen,Y. V. Nazarov, N. C. van der Vaart, and C. T. Foxon, Phys. Rev. B 50, 2019 (1994).

[85] T. Fujisawa, T. H. Oosterkamp, W. G. Van Der Wiel, B. W. Broer, R. Aguado,S. Tarucha, and L. P. Kouwenhoven, Science 282, 932 (1998).

[86] D. C. Tsui, R. E. Dietz, and L. R. Walker, Phys. Rev. Lett. 27, 1729 (1971).

[87] T. Balashov, A. F. Tak´acs, W. Wulfhekel, and J. Kirschner, Phys. Rev. Lett.97, 187201 (2006).

[88] T. Balashov, A. F. Tak´acs, M. D¨ane, A. Ernst, P. Bruno, and W. Wulfhekel, Phys. Rev. B 78, 1 (2008).

[89] D Ghazaryan, M. T. Greenaway, Z Wang, V. H. Guarochico-Moreira, I. J. Vera-Marun, J Yin, Y Liao, S. V. Morozov, O Kristanovski, A. I. Lichtenstein,M. I. Katsnelson, F Withers, A Mishchenko, L Eaves, A. K. Geim, K. S. Novoselov, and A Misra, Nat. Elec. 1, 344 (2018).

[90] D. R. Klein, D. MacNeill, J. L. Lado, D. Soriano, E. Navarro-Moratalla, K. Watanabe, T. Taniguchi, S. Manni, P. Canfield, J. Fern´andez-Rossier, and P. Jarillo-Herrero, Science 360, 1218 (2018).

[91] S. Zhang, P. M. Levy, A. C. Marley, and S. S. Parkin, Phys. Rev. Lett. 79, 3744 (1997).

[92] F. Guinea, Phys. Rev. B 58, 9212 (1998).

[93] X.-F. Han, A. C. C. Yu, M. Oogane, J. Murai, T. Daibou, and T. Miyazaki, Phys. Rev. B 63, 224404 (2001).

[94] E. Y. Tsymbal, O. N. Mryasov, and P. R. LeClair, J. Phys. Condens. 15, R109 (2003).

[95] H. X. Wei, Q. H. Qin, Q. L. Ma, X. G. Zhang, and X. F. Han, Phys. Rev. B82, 1 (2010).

[96] J. G. Simmons, J. Appl. Phys. 34, 1793 (1963).

[97] H. Yang, S.-H. Yang, and S. Parkin, AIP Adv. 2, 012150 (2012).

[98] J. Appelbaum, Phys. Rev. Lett. 17, 91 (1966).

[99] K. I. Lee, S. J. Joo, J. H. Lee, K. Rhie, T. S. Kim, W. Y. Lee, K. H. Shin,B. C. Lee, P. Leclair, J. S. Lee, and J. H. Park, Phys. Rev. Lett. 98, 1 (2007).

[100] F Bloch, Zeitschrift fu¨r Physik 61, 206 (1930).

[101] K.-M. Lee, J. W. Choi, J. Sok, and B.-C. Min, AIP Adv. 7, 065107 (2017).

[102] H. Sato, P. Chureemart, F. Matsukura, R. W. Chantrell, H. Ohno, and R. F. L. Evans, Phys. Rev. B 98, 214428 (2018).

[103] C. Chappert, A. Fert, F. N. Van Dau, Nat. Mater. 6, 813 (2007).

[104] J. E. Hirsch, Phys. Rev. Lett. 83, 1834 (1999).

[105] Y. Kato, R. C. Myers, A. C. Gossard, and D. D. Awschalom, Science 306, 1910 (2004).

[106] J. Wunderlich, B. Kaestner, J. Sinova, T. Jungwirth, Phys. Rev. Lett. 94, 047204 (2005).

[107] T. Kimura, Y. Otani, T. Sato, S. Takahashi, and S. Maekawa, Phys. Rev. Lett. 98, 156601 (2007).

[108] K. Ando, Y. Kajiwara, S. Takahashi, S. Maekawa, K. Takemoto, M. Takatsu, and E. Saitoh, Phys. Rev. B 78, 014413 (2008).

[109] V. M. Edelstein, Solid State Commun. 73, 233 (1990).

[110] S. Karube, K. Kondou, and Y. Otani, Appl. Phys. Express 9, 033001 (2016).

[111] I. M. Miron, K. Garello K., G. Gaudin G., P. J. Zermatten, M. V. Costache M. V., S. Auffrer, S. Bandiera, B. Rodmacq, A. Schuhl, P. Gambardella, Nature 476, 189 (2011).

[112] C. F. Pai, L. Liu, Y. Li, H. W. Tseng, D. C. Ralph D. C., and R. A. Buhrman, Appl. Phys. Lett. 101, 122404 (2012).

[113] S. Iwakiri, S. Sugimoto, Y. Niimi, K. Kobayashi, Y. K. Takahashi, and S. Kasai, Appl. Phys. Lett. 115, 092407 (2019).

[114] C. J. Durrant, R. J. Hicken, Q. Hao, and G. Xiao, Phys. Rev. B 93, 014414 (2016).

[115] R. H. Koch, G. Grinstein, G. A. Keefe, Y. Lu, P. L. Trouilloud, W. J. Gal- lagher, and S. S. P. Parkin, Phys. Rev. Lett. 84, 5419 (2000).

[116] Y. Takeuchi, C. Zhang, A. Okada, H. Sato, S. Fukami, and H. Ohno, Appl. Phys. Lett. 112, 192408 (2018).

[117] R. Heindl, A. Chaudhry, and S. E. Russek, AIP Adv. 8, 015011 (2018).

[118] M. Hayashi, J. Kim, M. Yamanouchi, and Ohno H., Phys. Rev. B 89, 144425 (2014).

[119] S. Zhang, P. M. Levy, A. Fert, Phys. Rev. Lett. 88, 236601 (2002).

[120] K. Garello, I. M. Miron, C. O. Avci, F. Freimuth, Y. Mokrousov, S. Blugel,S. Auffret, O. Boulle, G. Gaudin, and P. Gambardella, Nat. Nanotechnol. 8, 587 (2013).

[121] E. Y. J. G. Z. V. Sokalski M. T. Moneck, Appl. Phys. Lett. 101, 072411 (2012).

[122] S. Iwakiri, S. Sugimoto, Y. Niimi, K. Kobayashi, Y. Kozuka, Y. K. Takahashi, and S. Kasai, Appl. Phys. Lett. 117, 022406 (2020).

[123] R. H. Liu, W. L. Lim, and S. Urazhdin, Phys. Rev. Lett. 110, 147601 (2013).

[124] E. Monteblanco, D. Gusakova, J. F. Sierra, L. D. Buda-Prejbeanu, U. Ebels, IEEE Magn. Lett. 4, 3500204 (2013).

[125] J. C. Sankey, I. N. Krivorotov, S. I. Kiselev, P. M. Braganca, N. C. Emley,R. A. Buhrman, and D. C. Ralph, Phys. Rev. B 72, 224427 (2005).

[126] Q. Mistral, V. J. Kim, T. Devolder, P. Crozatm, C. Chappert, A. J. Katine,J. M. Carey, K. Ito, Appl. Phys. Lett. 88, 192507 (2006).

[127] X. Chao, M. Jamali, and J. P. Wanga, AIP Adv. 10, 045101 (2020).

[128] S. Sugimoto, S. Iwakiri, Y. Kozuka, Y. K. Takahashi, Y. Niimi, K. Kobayashi, and S. Kasai, AIP Adv. 10, 075115 (2020).

[129] P. K. Muduli, Y. Pogoryelov, S. Bonetti, G. Consolo, F. Mancoff, and J.˚Akerman, Phys. Rev. B 81, 140408(R) (2010).

[130] R. Landauer, IBM J. Res. Dev. 5, 183 (1961).

[131] C. H. Bennett, Stud. Hist. Philos. Mod. Phys. 34, 501 (2003).