磁性隧道结中磁振子发射能量附近的低频噪声峰

我们报告了在低于 4 K 温度及低偏压下对磁性隧道结 (MTJs) 进行的低频 (LF) 噪声测量。在此条件下，由于环境热激活产生的磁振子被抑制，输运过程受到热隧穿电子发射的磁振子散射的强烈影响。对于 CoFeB/MgO/CoFeB 和 CoFeB/AlO$_{x}$/CoFeB 两种 MTJ，均在约等于磁振子发射能量的偏压电压处观察到增强的低频噪声，在噪声功率谱密度的偏压依赖性中形成一个峰值，且该现象与磁构型无关。对于未退火的基于 AlO$_{x}$ 的 MTJ，噪声峰值更高且更宽；除了在频域中呈现洛伦兹线型的噪声谱外，在时域轨迹中还可见随机电报噪声 (RTN)。在重复测量过程中，噪声峰值降低且 RTN 变得难以分辨，这表明缺陷正在被退火。洛伦兹线型的噪声谱可通过依赖于偏压的 RTN 激活进行拟合，其尝试频率在 MHz 范围内，与磁振子动力学一致。这些发现表明，缺陷的磁振子辅助激活是增强低频噪声的根源。