基于非对称纳米狭缝的自旋霍尔纳米振荡器对的同步
介观与纳米尺度物理
2025-09-16 v1
摘要
我们提出了非对称纳米狭缝（ANC）设计的自旋霍尔纳米振荡器（SHNO），并利用微磁模拟研究了一对此类器件的同步行为。ANC几何结构在亚50 nm间距下实现了强偶极耦合，同时保持了每个振荡器的独立电流偏置。我们首先表征了单个ANC-SHNO的自激振荡，揭示了宽广的频率调谐范围以及由负到正非线性的场控交叉。随后我们证明，两个此类振荡器可仅通过偶极杂散场实现相互同步，无需电耦合或自旋波耦合。根据偏置条件的不同，耦合对表现出稳健的同相（0°）或反相（180°）锁定。值得注意的是，我们发现了偏置依赖的振幅相关性：当两个振荡器维持可比振幅时，同相和反相同步均可实现，而振幅失衡则驱动系统进入反相状态，并伴随较弱振荡器的抑制。通过结合强保守耦合与独立的频率和增益控制，ANC-SHNO平台为相控振荡器阵列、神经形态计算架构以及非厄米自旋电子动力学的实验探索提供了可扩展的途径。
引用
@article{arxiv.2509.12113,
title = {Mutual synchronization of two asymmetric-nano-constriction-based spin-Hall nano-oscillators},
author = {Roman V. Ovcharov and Roman S. Khymyn and Akash Kumar and Johan Åkerman},
journal= {arXiv preprint arXiv:2509.12113},
year = {2025}
}
备注
7 pages, 5 figures