晶粒内自旋波反射对纳米接触自旋转矩振荡器的影响
介观与纳米尺度物理
2021-06-30 v1 应用物理
摘要
我们研究了纳米接触自旋转矩振荡器中传播自旋波模式实验观察到的电流-频率非线性变化的起源。标称相同、直径为100 nm的器件通过电学微波测量表征，显示出随驱动电流变化的生成频率存在很大差异。这种定量和定性的器件间差异用线性电流区间之间连续和不连续的非线性跃迁来描述。我们使用原子力显微镜和扫描电子显微镜确定样品中的薄膜晶粒微结构尺度约为30 nm。微磁模拟表明，自旋波在晶界上的反射导致驻波共振构型。对于一个具有单个人工晶粒的模拟器件，频率随驱动电流线性增加，直到波长减小最终迫使形成另一个自旋波反节点。这一跃迁导致频率-电流关系中出现不连续的阶跃。对完整、随机生成的晶粒微结构的模拟还显示出连续非线性，以及类似于实验水平的频率器件间差异。利用模拟研究了从4 K到300 K的温度对共振模式跃迁非线性和频率噪声的影响，发现谱线宽度的峰值水平随驱动电流的变化与室温实验中典型的水平在定量上一致。
引用
@article{arxiv.2008.08357,
title = {Impact of intra-grain spin wave reflections on nano-contact spin torque oscillators},
author = {Anders J. Eklund and Mykola Dvornik and Fatjon Qejvanaj and Sheng Jiang and Sunjae Chung and Johan Åkerman and B. Gunnar Malm},
journal= {arXiv preprint arXiv:2008.08357},
year = {2021}
}