自旋霍尔纳米振荡器中可控的频率可调谐性与类抛物线阈值电流行为
介观与纳米尺度物理
2024-02-05 v1 应用物理
摘要
我们研究了关键磁动力学参数——有效磁化强度和磁阻尼——对基于纳米收缩的自旋霍尔纳米振荡器 (SHNO) 自振荡特性的各自影响。我们的微磁学模拟揭示了在面外磁场中，电流与自振荡频率之间存在一种独特的非单调关系。有效磁化强度对频率可调谐性的影响随面外磁场强度的变化而变化。在大面外磁场下，频率可调谐性主要由有效磁化强度决定，实现了 1 GHz/mA 的电流可调谐性——比在最低有效磁化强度下观察到的值高出四倍。相反，在低面外磁场下，尽管观察到了高达 4 GHz/mA 的极高频率可调谐性，但有效磁化强度改变了从类线性模式到自旋波子弹模式转变的起始点。磁阻尼主要影响阈值电流，对自振荡频率可调谐性的影响可忽略不计。在恒定面外磁场下，阈值电流随磁阻尼的增加呈线性增长，但随面外磁场的变化则表现出抛物线行为。这种行为归因于自振荡模式在不同面外磁场值下性质不同的演化。我们的研究不仅通过可控的频率可调谐性扩展了 SHNO 在基于振荡器的神经形态计算中的多功能性，还揭示了面外磁场中复杂的自振荡动力学。
引用
@article{arxiv.2402.01570,
title = {Controllable frequency tunability and parabolic-like threshold current behavior in spin Hall nano-oscillators},
author = {Arunima TM and Himanshu Fulara},
journal= {arXiv preprint arXiv:2402.01570},
year = {2024}
}