无场自旋霍尔纳米振荡器中场相互作用导致的磁化动力学

自旋霍尔纳米振荡器（SHNOs）在非常规计算方案和施加外磁场下的宽带频率生成中已展现出应用。然而，在无场条件下，SHNOs的振荡特性对有效场表现出显著依赖，该有效场可通过调节收缩区宽度进行调谐，从而呈现出一个引人入胜的研究领域。在此，我们研究纳米收缩区宽度对各向异性辅助无场SHNOs中磁化动力学的影响。在基于单轴各向异性的无场SHNOs中，根据收缩区宽度的不同，各向异性场或退磁场均可主导磁化动力学。我们的发现揭示了宽度为20 nm和30 nm的较窄收缩区与宽度为100 nm的较宽收缩区相比具有不同的自振荡特性。观察到的随输入电流和收缩区宽度变化的频率偏移源于系统的内在非线性。B_demag与B_anis之间的相互作用，加上收缩区宽度的变化，产生了丰富的动力学行为，并提供了对频率可调性、自振荡幅值和阈值电流的控制。值得注意的是，收缩区内自旋波势阱的空间构型会随收缩区宽度和各向异性的变化而发生转变。这些发现凸显了收缩区内竞争场对SHNOs无场自振荡的显著影响，且这种影响随收缩区宽度的变化而增强。