The ability of spintronic devices to utilize an electric current for manipulating the magnetization has resulted in large-scale developments, such as magnetic random access memories and boosted the spintronic research area. In this regard, over the last decade, magnetization manipulation using spin-orbit torque has been devoted a lot of research attention as it shows a great promise for future ultrafast and power efficient magnetic memories. In this review, we summarize the latest advancements in spin-orbit torque research and highlight some of the technical challenges for practical spin-orbit torque devices. We will first introduce the basic concepts and highlight the latest material choices for spin-orbit torque devices. Then, we will summarize the important advancements in the study of magnetization switching dynamics using spin-orbit torque, which are important from scientific as well as technological aspects. The final major section focuses on the concept of external assist field-free spin-orbit torque switching which is a requirement for practical spin-orbit torque devices.

1.
W.
Thomson
,
Proc. R. Soc. London
8
,
546
(
1857
).
2.
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
).
3.
J.
Barnaś
,
A.
Fuss
,
R. E.
Camley
,
P.
Grünberg
, and
W.
Zinn
,
Phys. Rev. B
42
,
8110
(
1990
).
4.
M.
Julliere
,
Phys. Lett. A
54
,
225
(
1975
).
5.
J. S.
Moodera
,
L. R.
Kinder
,
T. M.
Wong
, and
R.
Meservey
,
Phys. Rev. Lett.
74
,
3273
(
1995
).
6.
T.
Miyazaki
and
N.
Tezuka
,
J. Magn. Magn. Mater.
139
,
L231
(
1995
).
7.
S.
Parkin
,
J.
Xin
,
C.
Kaiser
,
A.
Panchula
,
K.
Roche
, and
M.
Samant
,
Proc. IEEE
91
,
661
(
2003
).
8.
L.
Berger
,
Phys. Rev. B
54
,
9353
(
1996
).
9.
J. C.
Slonczewski
,
J. Magn. Magn. Mater.
159
,
L1
(
1996
).
10.
T.
Min
,
Q.
Chen
,
R.
Beach
,
G.
Jan
,
C.
Horng
,
W.
Kula
,
T.
Torng
,
R.
Tong
,
T.
Zhong
,
D.
Tang
,
P.
Wang
,
M. m
Chen
,
J. Z.
Sun
,
J. K.
Debrosse
,
D. C.
Worledge
,
T. M.
Maffitt
, and
W. J.
Gallagher
,
IEEE Trans. Magn.
46
,
2322
(
2010
).
11.
W. S.
Zhao
,
Y.
Zhang
,
T.
Devolder
,
J. O.
Klein
,
D.
Ravelosona
,
C.
Chappert
, and
P.
Mazoyer
,
Microelectron. Reliab.
52
,
1848
(
2012
).
12.
A.
Chernyshov
,
M.
Overby
,
X.
Liu
,
J. K.
Furdyna
,
Y.
Lyanda-Geller
, and
L. P.
Rokhinson
,
Nat. Phys.
5
,
656
(
2009
).
13.
I.
Mihai Miron
,
G.
Gaudin
,
S.
Auffret
,
B.
Rodmacq
,
A.
Schuhl
,
S.
Pizzini
,
J.
Vogel
, and
P.
Gambardella
,
Nat. Mater.
9
,
230
(
2010
).
14.
I. M.
Miron
,
K.
Garello
,
G.
Gaudin
,
P.-J.
Zermatten
,
M. V.
Costache
,
S.
Auffret
,
S.
Bandiera
,
B.
Rodmacq
,
A.
Schuhl
, and
P.
Gambardella
,
Nature
476
,
189
(
2011
).
15.
L.
Liu
,
C. F.
Pai
,
Y.
Li
,
H. W.
Tseng
,
D. C.
Ralph
, and
R. A.
Buhrman
,
Science
336
,
555
(
2012
).
16.
L.
Liu
,
O. J.
Lee
,
T. J.
Gudmundsen
,
D. C.
Ralph
, and
R. A.
Buhrman
,
Phys. Rev. Lett.
109
,
096602
(
2012
).
17.
L. Q.
Liu
,
T.
Moriyama
,
D. C.
Ralph
, and
R. A.
Buhrman
,
Phys. Rev. Lett.
106
,
036601
(
2011
).
18.
S. V.
Aradhya
,
G. E.
Rowlands
,
J.
Oh
,
D. C.
Ralph
, and
R. A.
Buhrman
,
Nano Lett.
16
,
5987
(
2016
).
19.
K.
Garello
,
C. O.
Avci
,
I. M.
Miron
,
M.
Baumgartner
,
A.
Ghosh
,
S.
Auffret
,
O.
Boulle
,
G.
Gaudin
, and
P.
Gambardella
,
Appl. Phys. Lett.
105
,
212402
(
2014
).
20.
S.-H.
Yang
,
K.-S.
Ryu
, and
S.
Parkin
,
Nat. Nanotechnol.
10
,
221
(
2015
).
21.
M. I.
Dyakonov
and
V. I.
Perel
,
Phys. Lett. A
35
,
459
(
1971
).
22.
J. E.
Hirsch
,
Phys. Rev. Lett.
83
,
1834
(
1999
).
23.
Y. K.
Kato
,
R. C.
Myers
,
A. C.
Gossard
, and
D. D.
Awschalom
,
Science
306
,
1910
(
2004
).
24.
S. O.
Valenzuela
and
M.
Tinkham
,
Nature
442
,
176
(
2006
).
25.
E.
Saitoh
,
M.
Ueda
,
H.
Miyajima
, and
G.
Tatara
,
Appl. Phys. Lett.
88
,
182509
(
2006
).
26.
A.
Hoffmann
,
IEEE Trans. Magn.
49
,
5172
(
2013
).
27.
J.
Sinova
,
S. O.
Valenzuela
,
J.
Wunderlich
,
C. H.
Back
, and
T.
Jungwirth
,
Rev. Mod. Phys.
87
,
1213
(
2015
).
28.
V. M.
Edelstein
,
Solid State Commun.
73
,
233
(
1990
).
29.
G.
Dresselhaus
,
Phys. Rev.
100
,
580
(
1955
).
30.
Yu. A.
Bychkov
and
E. I.
Rashba
,
JETP Lett.
39
,
78
(
1984
).
31.
I. M.
Miron
,
T.
Moore
,
H.
Szambolics
,
L. D.
Buda-Prejbeanu
,
S.
Auffret
,
B.
Rodmacq
,
S.
Pizzini
,
J.
Vogel
,
M.
Bonfim
,
A.
Schuhl
, and
G.
Gaudin
,
Nat. Mater.
10
,
419
(
2011
).
32.
A.
Manchon
and
S.
Zhang
,
Phys. Rev. B
79
,
094422
(
2009
).
33.
J. C. R.
Sánchez
,
L.
Vila
,
G.
Desfonds
,
S.
Gambarelli
,
J. P.
Attané
,
J. M.
De Teresa
,
C.
Magén
, and
A.
Fert
,
Nat. Commun.
4
,
2944
(
2013
).
34.
C.
Ciccarelli
,
K. M. D.
Hals
,
A.
Irvine
,
V.
Novak
,
Y.
Tserkovnyak
,
H.
Kurebayashi
,
A.
Brataas
, and
A.
Ferguson
,
Nat. Nanotechnol.
10
,
50
(
2014
).
35.
A.
Manchon
,
H. C.
Koo
,
J.
Nitta
,
S. M.
Frolov
, and
R. A.
Duine
,
Nat. Mater.
14
,
871
(
2015
).
36.
K.-W.
Kim
,
S.-M.
Seo
,
J.
Ryu
,
K.-J.
Lee
, and
H.-W.
Lee
,
Phys. Rev. B
85
,
180404
(
2012
).
37.
A.
Manchon
, “
Spin Hall effect versus Rashba torque: A diffusive approach
,” preprint arXiv:1204.4869 (
2012
).
38.
P. M.
Haney
,
H.-W.
Lee
,
K.-J.
Lee
,
A.
Manchon
, and
M. D.
Stiles
,
Phys. Rev. B
87
,
174411
(
2013
).
39.
J.
Kim
,
J.
Sinha
,
M.
Hayashi
,
M.
Yamanouchi
,
S.
Fukami
,
T.
Suzuki
,
S.
Mitani
, and
H.
Ohno
,
Nat. Mater.
12
,
240
(
2013
).
40.
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
).
41.
X.
Qiu
,
P.
Deorani
,
K.
Narayanapillai
,
K.-S.
Lee
,
K.-J.
Lee
,
H.-W.
Lee
, and
H.
Yang
,
Sci. Rep.
4
,
4491
(
2014
).
42.
M.
Hayashi
,
J.
Kim
,
M.
Yamanouchi
, and
H.
Ohno
,
Phys. Rev. B
89
,
144425
(
2014
).
43.
U. H.
Pi
,
K.
Won Kim
,
J. Y.
Bae
,
S. C.
Lee
,
Y. J.
Cho
,
K. S.
Kim
, and
S.
Seo
,
Appl. Phys. Lett.
97
,
162507
(
2010
).
44.
C. O.
Avci
,
K.
Garello
,
M.
Gabureac
,
A.
Ghosh
,
A.
Fuhrer
,
S. F.
Alvarado
, and
P.
Gambardella
,
Phys. Rev. B
90
,
224427
(
2014
).
45.
A. R.
Mellnik
,
J. S.
Lee
,
A.
Richardella
,
J. L.
Grab
,
P. J.
Mintun
,
M. H.
Fischer
,
A.
Vaezi
,
A.
Manchon
,
E. A.
Kim
,
N.
Samarth
, and
D. C.
Ralph
,
Nature
511
,
449
(
2014
).
46.
D.
Fang
,
H.
Kurebayashi
,
J.
Wunderlich
,
K.
Výborný
,
L. P.
Zârbo
,
R. P.
Campion
,
A.
Casiraghi
,
B. L.
Gallagher
,
T.
Jungwirth
, and
A. J.
Ferguson
,
Nat. Nanotechnol.
6
,
413
(
2011
).
47.
X.
Fan
,
J.
Wu
,
Y.
Chen
,
M. J.
Jerry
,
H.
Zhang
, and
J. Q.
Xiao
,
Nat. Commun.
4
,
1799
(
2013
).
48.
X.
Fan
,
H.
Celik
,
J.
Wu
,
C.
Ni
,
K.-J.
Lee
,
V. O.
Lorenz
, and
J. Q.
Xiao
,
Nat. Commun.
5
,
3042
(
2014
).
49.
M.
Montazeri
,
P.
Upadhyaya
,
M. C.
Onbasli
,
G.
Yu
,
K. L.
Wong
,
M.
Lang
,
Y.
Fan
,
X.
Li
,
P.
Khalili Amiri
,
R. N.
Schwartz
,
C. A.
Ross
, and
K. L.
Wang
,
Nat. Commun.
6
,
8958
(
2015
).
50.
M.
Cubukcu
,
O.
Boulle
,
N.
Mikuszeit
,
C.
Hamelin
,
T.
Brächer
,
N.
Lamard
,
M. C.
Cyrille
,
L.
Buda-Prejbeanu
,
K.
Garello
,
I. M.
Miron
,
O.
Klein
,
G. d
Loubens
,
V. V.
Naletov
,
J.
Langer
,
B.
Ocker
,
P.
Gambardella
, and
G.
Gaudin
,
IEEE Trans. Magn.
54
,
1
(
2018
).
51.
S.
Mangin
,
D.
Ravelosona
,
J. A.
Katine
,
M. J.
Carey
,
B. D.
Terris
, and
E. E.
Fullerton
,
Nat. Mater.
5
,
210
(
2006
).
52.
K. S.
Lee
,
S. W.
Lee
,
B. C.
Min
, and
K. J.
Lee
,
Appl. Phys. Lett.
102
,
112410
(
2013
).
53.
S.
Yan
and
Y. B.
Bazaliy
,
Phys. Rev. B
91
,
214424
(
2015
).
54.
T.
Taniguchi
,
S.
Mitani
, and
M.
Hayashi
,
Phys. Rev. B
92
,
024428
(
2015
).
55.
R.
Ramaswamy
,
X.
Qiu
,
T.
Dutta
,
S. D.
Pollard
, and
H.
Yang
,
Appl. Phys. Lett.
108
,
202406
(
2016
).
56.
X. P.
Qiu
,
K.
Narayanapillai
,
Y.
Wu
,
P.
Deorani
,
D. H.
Yang
,
W. S.
Noh
,
J. H.
Park
,
K. J.
Lee
,
H. W.
Lee
, and
H.
Yang
,
Nat. Nanotechnol.
10
,
333
(
2015
).
57.
J.
Yu
,
X.
Qiu
,
W.
Legrand
, and
H.
Yang
,
Appl. Phys. Lett.
109
,
042403
(
2016
).
58.
L. M.
Loong
,
P.
Deorani
,
X.
Qiu
, and
H.
Yang
,
Appl. Phys. Lett.
107
,
022405
(
2015
).
59.
O. J.
Lee
,
L. Q.
Liu
,
C. F.
Pai
,
Y.
Li
,
H. W.
Tseng
,
P. G.
Gowtham
,
J. P.
Park
,
D. C.
Ralph
, and
R. A.
Buhrman
,
Phys. Rev. B
89
,
024418
(
2014
).
60.
R.
Mishra
,
J.
Yu
,
X.
Qiu
,
M.
Motapothula
,
T.
Venkatesan
, and
H.
Yang
,
Phys. Rev. Lett.
118
,
167201
(
2017
).
61.
C. F.
Pai
,
L. Q.
Liu
,
Y.
Li
,
H. W.
Tseng
,
D. C.
Ralph
, and
R. A.
Buhrman
,
Appl. Phys. Lett.
101
,
122404
(
2012
).
62.
J.
Torrejon
,
J.
Kim
,
J.
Sinha
,
S.
Mitani
,
M.
Hayashi
,
M.
Yamanouchi
, and
H.
Ohno
,
Nat. Commun.
5
,
4655
(
2014
).
63.
M.
Akyol
,
J. G.
Alzate
,
G. Q.
Yu
,
P.
Upadhyaya
,
K. L.
Wong
,
A.
Ekicibil
,
P. K.
Amiri
, and
K. L.
Wang
,
Appl. Phys. Lett.
106
,
032406
(
2015
).
64.
P.
He
,
X.
Qiu
,
V. L.
Zhang
,
Y.
Wu
,
M. H.
Kuok
, and
H.
Yang
,
Adv. Electron. Mater.
2
,
1600210
(
2016
).
65.
Q.
Ma
,
Y.
Li
,
D. B.
Gopman
,
Y. P.
Kabanov
,
R. D.
Shull
, and
C. L.
Chien
,
Phys. Rev. Lett.
120
,
117703
(
2018
).
66.
M.-H.
Nguyen
,
C.-F.
Pai
,
K. X.
Nguyen
,
D. A.
Muller
,
D. C.
Ralph
, and
R. A.
Buhrman
,
Appl. Phys. Lett.
106
,
222402
(
2015
).
67.
C.-F.
Pai
,
M.-H.
Nguyen
,
C.
Belvin
,
L. H.
Vilela-Leão
,
D. C.
Ralph
, and
R. A.
Buhrman
,
Appl. Phys. Lett.
104
,
082407
(
2014
).
68.
S.
Woo
,
M.
Mann
,
A. J.
Tan
,
L.
Caretta
, and
G. S. D.
Beach
,
Appl. Phys. Lett.
105
,
212404
(
2014
).
69.
J.
Yu
,
X.
Qiu
,
Y.
Wu
,
J.
Yoon
,
P.
Deorani
,
J. M.
Besbas
,
A.
Manchon
, and
H.
Yang
,
Sci. Rep.
6
,
32629
(
2016
).
70.
X.
Qiu
,
W.
Legrand
,
P.
He
,
Y.
Wu
,
J.
Yu
,
R.
Ramaswamy
,
A.
Manchon
, and
H.
Yang
,
Phys. Rev. Lett.
117
,
217206
(
2016
).
71.
J.
Smit
,
Physica
24
,
39
(
1958
).
72.
L.
Berger
,
Phys. Rev. B
2
,
4559
(
1970
).
73.
Y.
Niimi
,
H.
Suzuki
,
Y.
Kawanishi
,
Y.
Omori
,
T.
Valet
,
A.
Fert
, and
Y.
Otani
,
Phys. Rev. B
89
,
054401
(
2014
).
74.
Y.
Niimi
,
Y.
Kawanishi
,
D. H.
Wei
,
C.
Deranlot
,
H. X.
Yang
,
M.
Chshiev
,
T.
Valet
,
A.
Fert
, and
Y.
Otani
,
Phys. Rev. Lett.
109
,
156602
(
2012
).
75.
Y.
Niimi
,
M.
Morota
,
D. H.
Wei
,
C.
Deranlot
,
M.
Basletic
,
A.
Hamzic
,
A.
Fert
, and
Y.
Otani
,
Phys. Rev. Lett.
106
,
126601
(
2011
).
76.
M.
Yamanouchi
,
L.
Chen
,
J.
Kim
,
M.
Hayashi
,
H.
Sato
,
S.
Fukami
,
S.
Ikeda
,
F.
Matsukura
, and
H.
Ohno
,
Appl. Phys. Lett.
102
,
212408
(
2013
).
77.
S.
Takizawa
,
M.
Kimata
,
Y.
Omori
,
Y.
Niimi
, and
Y.
Otani
,
Appl. Phys. Express
9
,
063009
(
2016
).
78.
R.
Ramaswamy
,
Y.
Wang
,
M.
Elyasi
,
M.
Motapothula
,
T.
Venkatesan
,
X.
Qiu
, and
H.
Yang
,
Phys. Rev. Appl.
8
,
024034
(
2017
).
79.
L. K.
Zou
,
S. H.
Wang
,
Y.
Zhang
,
J. R.
Sun
,
J. W.
Cai
, and
S. S.
Kang
,
Phys. Rev. B
93
,
014422
(
2016
).
80.
J.
Wu
,
L.
Zou
,
T.
Wang
,
Y.
Chen
,
J.
Cai
,
J.
Hu
, and
J. Q.
Xiao
,
IEEE Trans. Magn.
52
,
1
(
2016
).
81.
Y.
Wen
,
J.
Wu
,
P.
Li
,
Q.
Zhang
,
Y.
Zhao
,
A.
Manchon
,
J. Q.
Xiao
, and
X.
Zhang
,
Phys. Rev. B
95
,
104403
(
2017
).
82.
Y.
Niimi
and
Y.
Otani
,
Rep. Prog. Phys.
78
,
124501
(
2015
).
83.
P.
Laczkowski
,
J. C.
Rojas-Sanchez
,
W.
Savero-Torres
,
H.
Jaffres
,
N.
Reyren
,
C.
Deranlot
,
L.
Notin
,
C.
Beigne
,
A.
Marty
,
J. P.
Attane
,
L.
Vila
,
J. M.
George
, and
A.
Fert
,
Appl. Phys. Lett.
104
,
142403
(
2014
).
84.
P.
Laczkowski
,
Y.
Fu
,
H.
Yang
,
J. C.
Rojas-Sánchez
,
P.
Noel
,
V. T.
Pham
,
G.
Zahnd
,
C.
Deranlot
,
S.
Collin
,
C.
Bouard
,
P.
Warin
,
V.
Maurel
,
M.
Chshiev
,
A.
Marty
,
J. P.
Attané
,
A.
Fert
,
H.
Jaffrès
,
L.
Vila
, and
J. M.
George
,
Phys. Rev. B
96
,
140405
(
2017
).
85.
M.-H.
Nguyen
,
M.
Zhao
,
D. C.
Ralph
, and
R. A.
Buhrman
,
Appl. Phys. Lett.
108
,
242407
(
2016
).
86.
M.-H.
Nguyen
,
S.
Shi
,
G. E.
Rowlands
,
S. V.
Aradhya
,
C. L.
Jermain
,
D. C.
Ralph
, and
R. A.
Buhrman
,
Appl. Phys. Lett.
112
,
062404
(
2018
).
87.
D.
Qu
,
S. Y.
Huang
,
G. Y.
Guo
, and
C. L.
Chien
,
Phys. Rev. B
97
,
024402
(
2018
).
88.
K.-U.
Demasius
,
T.
Phung
,
W.
Zhang
,
B. P.
Hughes
,
S.-H.
Yang
,
A.
Kellock
,
W.
Han
,
A.
Pushp
, and
S. S. P.
Parkin
,
Nat. Commun.
7
,
10644
(
2016
).
89.
H.
An
,
Y.
Kageyama
,
Y.
Kanno
,
N.
Enishi
, and
K.
Ando
,
Nat. Commun.
7
,
13069
(
2016
).
90.
J. B. S.
Mendes
,
R. O.
Cunha
,
O.
Alves Santos
,
P. R. T.
Ribeiro
,
F. L. A.
Machado
,
R. L.
Rodríguez-Suárez
,
A.
Azevedo
, and
S. M.
Rezende
,
Phys. Rev. B
89
,
140406
(
2014
).
91.
W.
Zhang
,
M. B.
Jungfleisch
,
W.
Jiang
,
J. E.
Pearson
,
A.
Hoffmann
,
F.
Freimuth
, and
Y.
Mokrousov
,
Phys. Rev. Lett.
113
,
196602
(
2014
).
92.
S.
Fukami
,
C.
Zhang
,
S.
DuttaGupta
,
A.
Kurenkov
, and
H.
Ohno
,
Nat. Mater.
15
,
535
(
2016
).
93.
J.
Sklenar
,
W.
Zhang
,
M. B.
Jungfleisch
,
W.
Jiang
,
H.
Saglam
,
J. E.
Pearson
,
J. B.
Ketterson
, and
A.
Hoffmann
,
AIP Adv.
6
,
055603
(
2016
).
94.
W.
Zhang
,
M. B.
Jungfleisch
,
F.
Freimuth
,
W.
Jiang
,
J.
Sklenar
,
J. E.
Pearson
,
J. B.
Ketterson
,
Y.
Mokrousov
, and
A.
Hoffmann
,
Phys. Rev. B
92
,
144405
(
2015
).
95.
W.
Zhang
,
W.
Han
,
S.-H.
Yang
,
Y.
Sun
,
Y.
Zhang
,
B.
Yan
, and
S. S. P.
Parkin
,
Sci. Adv.
2
,
e1600759
(
2016
).
96.
Y.
Fan
,
P.
Upadhyaya
,
X.
Kou
,
M.
Lang
,
S.
Takei
,
Z.
Wang
,
J.
Tang
,
L.
He
,
L.-T.
Chang
,
M.
Montazeri
,
G.
Yu
,
W.
Jiang
,
T.
Nie
,
R. N.
Schwartz
,
Y.
Tserkovnyak
, and
K. L.
Wang
,
Nat. Mater.
13
,
699
(
2014
).
97.
Y.
Wang
,
P.
Deorani
,
K.
Banerjee
,
N.
Koirala
,
M.
Brahlek
,
S.
Oh
, and
H.
Yang
,
Phys. Rev. Lett.
114
,
257202
(
2015
).
98.
Y.
Wang
,
D.
Zhu
,
Y.
Wu
,
Y.
Yang
,
J.
Yu
,
R.
Ramaswamy
,
R.
Mishra
,
S.
Shi
,
M.
Elyasi
,
K.-L.
Teo
,
Y.
Wu
, and
H.
Yang
,
Nat. Commun.
8
,
1364
(
2017
).
99.
K.
Kondou
,
R.
Yoshimi
,
A.
Tsukazaki
,
Y.
Fukuma
,
J.
Matsuno
,
K. S.
Takahashi
,
M.
Kawasaki
,
Y.
Tokura
, and
Y.
Otani
,
Nat. Phys.
12
,
1027
(
2016
).
100.
P.
Deorani
,
J.
Son
,
K.
Banerjee
,
N.
Koirala
,
M.
Brahlek
,
S.
Oh
, and
H.
Yang
,
Phys. Rev. B
90
,
094403
(
2014
).
101.
Y.
Shiomi
,
K.
Nomura
,
Y.
Kajiwara
,
K.
Eto
,
M.
Novak
,
K.
Segawa
,
Y.
Ando
, and
E.
Saitoh
,
Phys. Rev. Lett.
113
,
196601
(
2014
).
102.
H.
Wang
,
J.
Kally
,
J. S.
Lee
,
T.
Liu
,
H.
Chang
,
D. R.
Hickey
,
K. A.
Mkhoyan
,
M.
Wu
,
A.
Richardella
, and
N.
Samarth
,
Phys. Rev. Lett.
117
,
076601
(
2016
).
103.
L.
Liu
,
A.
Richardella
,
I.
Garate
,
Y.
Zhu
,
N.
Samarth
, and
C.-T.
Chen
,
Phys. Rev. B
91
,
235437
(
2015
).
104.
J. S.
Lee
,
A.
Richardella
,
D. R.
Hickey
,
K. A.
Mkhoyan
, and
N.
Samarth
,
Phys. Rev. B
92
,
155312
(
2015
).
105.
M.
Jamali
,
J. S.
Lee
,
J. S.
Jeong
,
F.
Mahfouzi
,
Y.
Lv
,
Z.
Zhao
,
B. K.
Nikolić
,
K. A.
Mkhoyan
,
N.
Samarth
, and
J.-P.
Wang
,
Nano Lett.
15
,
7126
(
2015
).
106.
Q.
Shao
,
G.
Yu
,
Y.-W.
Lan
,
Y.
Shi
,
M.-Y.
Li
,
C.
Zheng
,
X.
Zhu
,
L.-J.
Li
,
P. K.
Amiri
, and
K. L.
Wang
,
Nano Lett.
16
,
7514
(
2016
).
107.
W.
Zhang
,
J.
Sklenar
,
B.
Hsu
,
W.
Jiang
,
M. B.
Jungfleisch
,
J.
Xiao
,
F. Y.
Fradin
,
Y.
Liu
,
J. E.
Pearson
,
J. B.
Ketterson
,
Z.
Yang
, and
A.
Hoffmann
,
APL Mater.
4
,
032302
(
2016
).
108.
J.
Sklenar
,
W.
Zhang
,
M. B.
Jungfleisch
,
W.
Jiang
,
H.
Saglam
,
J. E.
Pearson
,
J. B.
Ketterson
, and
A.
Hoffmann
,
J. Appl. Phys.
120
,
180901
(
2016
).
109.
D.
MacNeill
,
G. M.
Stiehl
,
M. H. D.
Guimaraes
,
R. A.
Buhrman
,
J.
Park
, and
D. C.
Ralph
,
Nat. Phys.
13
,
300
(
2016
).
110.
D.
MacNeill
,
G. M.
Stiehl
,
M. H. D.
Guimarães
,
N. D.
Reynolds
,
R. A.
Buhrman
, and
D. C.
Ralph
,
Phys. Rev. B
96
,
054450
(
2017
).
111.
E.
Lesne
,
Y.
Fu
,
S.
Oyarzun
,
J. C.
Rojas-Sánchez
,
D. C.
Vaz
,
H.
Naganuma
,
G.
Sicoli
,
J. P.
Attané
,
M.
Jamet
,
E.
Jacquet
,
J. M.
George
,
A.
Barthélémy
,
H.
Jaffrès
,
A.
Fert
,
M.
Bibes
, and
L.
Vila
,
Nat. Mater.
15
,
1261
(
2016
).
112.
J. Y.
Chauleau
,
M.
Boselli
,
S.
Gariglio
,
R.
Weil
,
G. d
Loubens
,
J. M.
Triscone
, and
M.
Viret
,
EPL
116
,
17006
(
2016
).
113.
Y.
Wang
,
R.
Ramaswamy
,
M.
Motapothula
,
K.
Narayanapillai
,
D.
Zhu
,
J.
Yu
,
T.
Venkatesan
, and
H.
Yang
,
Nano Lett.
17
,
7659
(
2017
).
114.
Q.
Song
,
H.
Zhang
,
T.
Su
,
W.
Yuan
,
Y.
Chen
,
W.
Xing
,
J.
Shi
,
J.
Sun
, and
W.
Han
,
Sci. Adv.
3
,
e1602312
(
2017
).
115.
K.
Narayanapillai
,
K.
Gopinadhan
,
X.
Qiu
,
A.
Annadi
,
Ariando
,
T.
Venkatesan
, and
H.
Yang
,
Appl. Phys. Lett.
105
,
162405
(
2014
).
116.
J.
Han
,
A.
Richardella
,
S. A.
Siddiqui
,
J.
Finley
,
N.
Samarth
, and
L.
Liu
,
Phys. Rev. Lett.
119
,
077702
(
2017
).
117.
M.
Dc
,
R.
Grassi
,
J.-Y.
Chen
,
M.
Jamali
,
D.
Reifsnyder Hickey
,
D.
Zhang
,
Z.
Zhao
,
H.
Li
,
P.
Quarterman
,
Y.
Lv
,
M.
Li
,
A.
Manchon
,
K. A.
Mkhoyan
,
T.
Low
, and
J.-P.
Wang
,
Nat. Mater.
17
,
800
(
2018
).
118.
M.-J.
Jin
,
S. Y.
Moon
,
J.
Park
,
V.
Modepalli
,
J.
Jo
,
S.-I.
Kim
,
H. C.
Koo
,
B.-C.
Min
,
H.-W.
Lee
,
S.-H.
Baek
, and
J.-W.
Yoo
,
Nano Lett.
17
,
36
(
2017
).
119.
R.
Ohshima
,
Y.
Ando
,
K.
Matsuzaki
,
T.
Susaki
,
M.
Weiler
,
S.
Klingler
,
H.
Huebl
,
E.
Shikoh
,
T.
Shinjo
,
S. T. B.
Goennenwein
, and
M.
Shiraishi
,
Nat. Mater.
16
,
609
(
2017
).
120.
S.
Li
,
S.
Goolaup
,
J.
Kwon
,
F.
Luo
,
W.
Gan
, and
W. S.
Lew
,
Sci. Rep.
7
,
972
(
2017
).
121.
M.
Jamali
,
K.
Narayanapillai
,
X.
Qiu
,
L. M.
Loong
,
A.
Manchon
, and
H.
Yang
,
Phys. Rev. Lett.
111
,
246602
(
2013
).
122.
K.-F.
Huang
,
D.-S.
Wang
,
H.-H.
Lin
, and
C.-H.
Lai
,
Appl. Phys. Lett.
107
,
232407
(
2015
).
123.
C.
Bi
,
H.
Almasi
,
K.
Price
,
T.
Newhouse-Illige
,
M.
Xu
,
S. R.
Allen
,
X.
Fan
, and
W.
Wang
,
Phys. Rev. B
95
,
104434
(
2017
).
124.
P.
Wadley
,
B.
Howells
,
J.
Železný
,
C.
Andrews
,
V.
Hills
,
R. P.
Campion
,
V.
Novák
,
K.
Olejník
,
F.
Maccherozzi
,
S. S.
Dhesi
,
S. Y.
Martin
,
T.
Wagner
,
J.
Wunderlich
,
F.
Freimuth
,
Y.
Mokrousov
,
J.
Kuneš
,
J. S.
Chauhan
,
M. J.
Grzybowski
,
A. W.
Rushforth
,
K. W.
Edmonds
,
B. L.
Gallagher
, and
T.
Jungwirth
,
Science
351
,
587
(
2016
).
125.
Y.
Yang
,
Y.
Xu
,
X.
Zhang
,
Y.
Wang
,
S.
Zhang
,
R.-W.
Li
,
M. S.
Mirshekarloo
,
K.
Yao
, and
Y.
Wu
,
Phys. Rev. B
93
,
094402
(
2016
).
126.
J.
Finley
and
L.
Liu
,
Phys. Rev. Appl.
6
,
054001
(
2016
).
127.
N.
Roschewsky
,
C.-H.
Lambert
, and
S.
Salahuddin
,
Phys. Rev. B
96
,
064406
(
2017
).
128.
K.
Ueda
,
M.
Mann
,
P. W. P.
de Brouwer
,
D.
Bono
, and
G. S. D.
Beach
,
Phys. Rev. B
96
,
064410
(
2017
).
129.
S.-G.
Je
,
J.-C.
Rojas-Sánchez
,
T. H.
Pham
,
P.
Vallobra
,
G.
Malinowski
,
D.
Lacour
,
T.
Fache
,
M.-C.
Cyrille
,
D.-Y.
Kim
,
S.-B.
Choe
,
M.
Belmeguenai
,
M.
Hehn
,
S.
Mangin
,
G.
Gaudin
, and
O.
Boulle
,
Appl. Phys. Lett.
112
,
062401
(
2018
).
130.
W. S.
Ham
,
S.
Kim
,
D.-H.
Kim
,
K.-J.
Kim
,
T.
Okuno
,
H.
Yoshikawa
,
A.
Tsukamoto
,
T.
Moriyama
, and
T.
Ono
,
Appl. Phys. Lett.
110
,
242405
(
2017
).
131.
J.
Kim
,
D.
Lee
,
K.-J.
Lee
,
B.-K.
Ju
,
H. C.
Koo
,
B.-C.
Min
, and
O.
Lee
,
Sci. Rep.
8
,
6017
(
2018
).
132.
Z.
Zhao
,
M.
Jamali
,
A. K.
Smith
, and
J.-P.
Wang
,
Appl. Phys. Lett.
106
,
132404
(
2015
).
133.
D.
Bang
,
J.
Yu
,
X.
Qiu
,
Y.
Wang
,
H.
Awano
,
A.
Manchon
, and
H.
Yang
,
Phys. Rev. B
93
,
174424
(
2016
).
134.
K.-S.
Lee
,
S.-W.
Lee
,
B.-C.
Min
, and
K.-J.
Lee
,
Appl. Phys. Lett.
104
,
072413
(
2014
).
135.
W.
Legrand
,
R.
Ramaswamy
,
R.
Mishra
, and
H.
Yang
,
Phys. Rev. Appl.
3
,
064012
(
2015
).
136.
J.
Park
,
G. E.
Rowlands
,
O. J.
Lee
,
D. C.
Ralph
, and
R. A.
Buhrman
,
Appl. Phys. Lett.
105
,
102404
(
2014
).
137.
N.
Mikuszeit
,
O.
Boulle
,
I. M.
Miron
,
K.
Garello
,
P.
Gambardella
,
G.
Gaudin
, and
L. D.
Buda-Prejbeanu
,
Phys. Rev. B
92
,
144424
(
2015
).
138.
C.
Zhang
,
S.
Fukami
,
H.
Sato
,
F.
Matsukura
, and
H.
Ohno
,
Appl. Phys. Lett.
107
,
012401
(
2015
).
139.
N.
Perez
,
E.
Martinez
,
L.
Torres
,
S.-H.
Woo
,
S.
Emori
, and
G. S. D.
Beach
,
Appl. Phys. Lett.
104
,
092403
(
2014
).
140.
E.
Martinez
,
L.
Torres
,
N.
Perez
,
M. A.
Hernandez
,
V.
Raposo
, and
S.
Moretti
,
Sci. Rep.
5
,
10156
(
2015
).
141.
G. Q.
Yu
,
P.
Upadhyaya
,
K. L.
Wong
,
W. J.
Jiang
,
J. G.
Alzate
,
J. S.
Tang
,
P. K.
Amiri
, and
K. L.
Wang
,
Phys. Rev. B
89
,
104421
(
2014
).
142.
G.
Finocchio
,
M.
Carpentieri
,
E.
Martinez
, and
B.
Azzerboni
,
Appl. Phys. Lett.
102
,
212410
(
2013
).
143.
S.
Fukami
,
T.
Anekawa
,
C.
Zhang
, and
H.
Ohno
,
Nat. Nanotechnol.
11
,
621
(
2016
).
144.
M.
Baumgartner
,
K.
Garello
,
J.
Mendil
,
C. O.
Avci
,
E.
Grimaldi
,
C.
Murer
,
J.
Feng
,
M.
Gabureac
,
C.
Stamm
,
Y.
Acremann
,
S.
Finizio
,
S.
Wintz
,
J.
Raabe
, and
P.
Gambardella
,
Nat. Nanotechnol.
12
,
980
(
2017
).
145.
J.
Yoon
,
S.-W.
Lee
,
J. H.
Kwon
,
J. M.
Lee
,
J.
Son
,
X.
Qiu
,
K.-J.
Lee
, and
H.
Yang
,
Sci. Adv.
3
,
e1603099
(
2017
).
146.
J. M.
Lee
,
J. H.
Kwon
,
R.
Ramaswamy
,
J.
Yoon
,
J.
Son
,
X.
Qiu
,
R.
Mishra
,
S.
Srivastava
,
K.
Cai
, and
H.
Yang
,
Commun. Phys.
1
,
2
(
2018
).
147.
M. M.
Decker
,
M. S.
Wörnle
,
A.
Meisinger
,
M.
Vogel
,
H. S.
Körner
,
G. Y.
Shi
,
C.
Song
,
M.
Kronseder
, and
C. H.
Back
,
Phys. Rev. Lett.
118
,
257201
(
2017
).
148.
H.
Liu
,
D.
Bedau
,
J. Z.
Sun
,
S.
Mangin
,
E. E.
Fullerton
,
J. A.
Katine
, and
A. D.
Kent
,
J. Magn. Magn. Mater.
358-359
,
233
(
2014
).
149.
D.
Bedau
,
H.
Liu
,
J. Z.
Sun
,
J. A.
Katine
,
E. E.
Fullerton
,
S.
Mangin
, and
A. D.
Kent
,
Appl. Phys. Lett.
97
,
262502
(
2010
).
150.
I.
Dzyaloshinskii
,
J. Phys. Chem. Solids
4
,
241
(
1958
).
151.
T.
Moriya
,
Phys. Rev.
120
,
91
(
1960
).
152.
C. J.
Durrant
,
R. J.
Hicken
,
Q.
Hao
, and
G.
Xiao
,
Phys. Rev. B
93
,
014414
(
2016
).
153.
R. L.
Conte
,
A.
Hrabec
,
A. P.
Mihai
,
T.
Schulz
,
S.-J.
Noh
,
C. H.
Marrows
,
T. A.
Moore
, and
M.
Kläui
,
Appl. Phys. Lett.
105
,
122404
(
2014
).
154.
C.
Zhang
,
S.
Fukami
,
S.
DuttaGupta
,
H.
Sato
, and
H.
Ohno
,
Jpn. J. Appl. Phys.
57
,
04FN02
(
2018
).
155.
G.
Yu
,
P.
Upadhyaya
,
Y.
Fan
,
J. G.
Alzate
,
W.
Jiang
,
K. L.
Wong
,
S.
Takei
,
S. A.
Bender
,
L.-T.
Chang
,
Y.
Jiang
,
M.
Lang
,
J.
Tang
,
Y.
Wang
,
Y.
Tserkovnyak
,
P. K.
Amiri
, and
K. L.
Wang
,
Nat. Nanotechnol.
9
,
548
(
2014
).
156.
G.
Yu
,
M.
Akyol
,
P.
Upadhyaya
,
X.
Li
,
C.
He
,
Y.
Fan
,
M.
Montazeri
,
J. G.
Alzate
,
M.
Lang
,
K. L.
Wong
,
P.
Khalili Amiri
, and
K. L.
Wang
,
Sci. Rep.
6
,
23956
(
2016
).
157.
G.
Yu
,
L.-T.
Chang
,
M.
Akyol
,
P.
Upadhyaya
,
C.
He
,
X.
Li
,
K. L.
Wong
,
P. K.
Amiri
, and
K. L.
Wang
,
Appl. Phys. Lett.
105
,
102411
(
2014
).
158.
M.
Akyol
,
G. Q.
Yu
,
J. G.
Alzate
,
P.
Upadhyaya
,
X.
Li
,
K. L.
Wong
,
A.
Ekicibil
,
P. K.
Amiri
, and
K. L.
Wang
,
Appl. Phys. Lett.
106
,
162409
(
2015
).
159.
C.-F.
Pai
,
M.
Mann
,
A. J.
Tan
, and
G. S. D.
Beach
,
Phys. Rev. B
93
,
144409
(
2016
).
160.
L.
You
,
O.
Lee
,
D.
Bhowmik
,
D.
Labanowski
,
J.
Hong
,
J.
Bokor
, and
S.
Salahuddin
,
Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A.
112
,
10310
(
2015
).
161.
J.
Torrejon
,
F.
Garcia-Sanchez
,
T.
Taniguchi
,
J.
Sinha
,
S.
Mitani
,
J.-V.
Kim
, and
M.
Hayashi
,
Phys. Rev. B
91
,
214434
(
2015
).
162.
W. A.
Borders
,
S.
Fukami
, and
H.
Ohno
,
IEEE Trans. Magn.
53
,
1
(
2017
).
163.
J.-Y.
Chen
,
M.
DC
,
D.
Zhang
,
Z.
Zhao
,
M.
Li
, and
J.-P.
Wang
,
Appl. Phys. Lett.
111
,
012402
(
2017
).
164.
Y.-W.
Oh
,
S-h
Chris Baek
,
Y. M.
Kim
,
H. Y.
Lee
,
K.-D.
Lee
,
C.-G.
Yang
,
E.-S.
Park
,
K.-S.
Lee
,
K.-W.
Kim
,
G.
Go
,
J.-R.
Jeong
,
B.-C.
Min
,
H.-W.
Lee
,
K.-J.
Lee
, and
B.-G.
Park
,
Nat. Nanotechnol.
11
,
878
(
2016
).
165.
A.
van den Brink
,
G.
Vermijs
,
A.
Solignac
,
J.
Koo
,
J. T.
Kohlhepp
,
H. J. M.
Swagten
, and
B.
Koopmans
,
Nat. Commun.
7
,
10854
(
2016
).
166.
W. J.
Kong
,
Y. R.
Ji
,
X.
Zhang
,
H.
Wu
,
Q. T.
Zhang
,
Z. H.
Yuan
,
C. H.
Wan
,
X. F.
Han
,
T.
Yu
,
K.
Fukuda
,
H.
Naganuma
, and
M.-J.
Tung
,
Appl. Phys. Lett.
109
,
132402
(
2016
).
167.
Y.-C.
Lau
,
D.
Betto
,
K.
Rode
,
J. M. D.
Coey
, and
P.
Stamenov
,
Nat. Nanotechnol.
11
,
758
(
2016
).
168.
W. Y.
Kwak
,
J. H.
Kwon
,
P.
Grünberg
,
S. H.
Han
, and
B. K.
Cho
,
Sci. Rep.
8
,
3826
(
2018
).
169.
S. A.
Razavi
,
D.
Wu
,
G.
Yu
,
Y.-C.
Lau
,
K. L.
Wong
,
W.
Zhu
,
C.
He
,
Z.
Zhang
,
J. M. D.
Coey
,
P.
Stamenov
,
P.
Khalili Amiri
, and
K. L.
Wang
,
Phys. Rev. Appl.
7
,
024023
(
2017
).
170.
Z.
Zhao
,
A. K.
Smith
,
M.
Jamali
, and
J.-P.
Wang
, “
External-field-free spin Hall switching of perpendicular magnetic nanopillar with a dipole-coupled composite structure
,” preprint arXiv:1603.09624 (
2017
).
171.
K.
Cai
,
M.
Yang
,
H.
Ju
,
S.
Wang
,
Y.
Ji
,
B.
Li
,
K. W.
Edmonds
,
Y.
Sheng
,
B.
Zhang
,
N.
Zhang
,
S.
Liu
,
H.
Zheng
, and
K.
Wang
,
Nat. Mater.
16
,
712
(
2017
).
172.
V. P.
Amin
and
M. D.
Stiles
,
Phys. Rev. B
94
,
104419
(
2016
).
173.
V. P.
Amin
and
M. D.
Stiles
,
Phys. Rev. B
94
,
104420
(
2016
).
174.
A. M.
Humphries
,
T.
Wang
,
E. R. J.
Edwards
,
S. R.
Allen
,
J. M.
Shaw
,
H. T.
Nembach
,
J. Q.
Xiao
,
T. J.
Silva
, and
X.
Fan
,
Nat. Commun.
8
,
911
(
2017
).
175.
S.-h. C.
Baek
,
V. P.
Amin
,
Y.-W.
Oh
,
G.
Go
,
S.-J.
Lee
,
G.-H.
Lee
,
K.-J.
Kim
,
M. D.
Stiles
,
B.-G.
Park
, and
K.-J.
Lee
,
Nat. Mater.
17
,
509
(
2018
).
176.
J. M.
Lee
,
K.
Cai
,
G.
Yang
,
Y.
Liu
,
R.
Ramaswamy
,
P.
He
, and
H.
Yang
,
Nano Lett.
18
(
8
),
4669
(
2018
).
You do not currently have access to this content.