由面外自旋电流驱动的大振幅易面自旋轨道力矩振荡器：微磁学研究
介观与纳米尺度物理
2024-07-02 v1
摘要
自旋力矩振荡器是一种将非周期性输入转化为周期性输出信号的自旋电子器件，这使其成为微波通信和神经形态计算等应用的有力候选者。然而，传统的自旋力矩振荡器受限于有限的进动锥角和热稳定性，并且需要外加偏置磁场。我们利用微磁学模拟展示了一种依靠铁磁体中自旋轨道效应来克服这些限制的新型自旋力矩振荡器。该振荡器背后的关键机制是面外自旋电流的产生，其中自旋流和自旋取向均在面外。该自旋电流产生的力矩使得在微米级横向区域内出现具有大锥角和高热稳定性的易面相干磁进动。此外，该进动绕自由层中的内场发生，从而消除了对外部偏置场的需求。我们在室温下、在包括面外自旋电流与常规自旋霍尔自旋电流之比在内的宽广参数空间内，展示了易面自旋轨道力矩振荡器的可行性，为这种新型自旋电子器件展现了令人兴奋的前景。
引用
@article{arxiv.2407.00895,
title = {Large-Amplitude, Easy-Plane Spin-Orbit Torque Oscillators Driven by Out-of-Plane Spin Current: A Micromagnetic Study},
author = {Daniel Kubler and David A. Smith and Tommy Nguyen and Fernando Ramos-Diaz and Satoru Emori and Vivek P. Amin},
journal= {arXiv preprint arXiv:2407.00895},
year = {2024}
}