主动自振荡状态下利用自旋矩纳米振荡器的低功率微波信号检测

由斜坡偏置电流驱动的自旋矩纳米振荡器(STNO)能够在宽频带范围内快速进行频谱分析。STNO频谱分析仪通过注入锁定到外部微波信号来工作，并产生输出直流电压 $V_{\rm dc}$，该电压在时间上编码输入频谱。我们通过宏自旋近似的数值分析发现，STNO能够在小于 $100~\rm ns$ 的时间内扫描 $10~\rm GHz$ 带宽（扫描速率 $R$ 超过 $100~\rm MHz/ns$）。与传统的二次微波检测器相反，STNO分析仪的输出电压与输入微波信号 $I_{\rm rf}$ 的幅度成正比，灵敏度 $S = dV_{\rm dc}/dI_{\rm rf} \approx 750~\rm mV/mA$。分析仪的最小可检测信号取决于扫描速率 $R$，在低 $R \approx 1~\rm MHz/ns$ 时约为 $1~\rm pW$。