基于正交磁隧道结的纳米接触自旋矩纳米振荡器中的磁动力学

我们展示了基于正交磁隧道结（MTJs）的纳米接触自旋矩纳米振荡器（STNOs）中由场和电流控制的磁动力学。我们系统分析了微波特性（频率 $f$、线宽 $\Delta f$、功率 $P$ 和频率可调性 $df/dI$）及其物理起源——垂直磁各向异性（PMA）、阻尼类与场类自旋转移矩（STT）以及电压控制磁各向异性（VCMA）。这些器件呈现出若干优势特征：高发射频率（$f> 20$ GHz）、高频率可调性（$df/dI=0.25$~GHz/mA）和零场工作（$f\sim 4$ GHz）。此外，对 $f(H, I)$ 的详细研究表明，$df/dI$ 主要由大的 VCMA（287~fJ/(V$\cdot$m)）主导，而 STT 起的作用可忽略不计。