基于磁化螺旋度依赖性切换的光接收器
应用物理
2018-03-21 v1 介观与纳米尺度物理
材料科学
摘要
在本工作中，我们提出利用 Co/Pt 的磁化螺旋度依赖性切换（HDS）来实现节能的光接收器。设计用于光电信号转换的低功耗光接收器一直是一项极具挑战性的任务。目前的接收器使用光电二极管响应输入光信号产生光电流，并且需要高功耗的跨阻放大器来放大微弱的光电流。在此，我们提出利用光螺旋度诱导的磁化切换，通过磁性隧道结（MTJ）感测磁化的变化，从而克服对光电二极管及后续跨阻放大的需求。近期已有实验证明，使用圆偏振激光脉冲可以切换薄铁磁层的磁化，这表明光螺旋度与磁化状态之间存在一一对应关系。我们提出利用这一现象，使用依赖于数字输入的圆偏振激光脉冲，在接收端直接切换薄 Co/Pt 铁磁层的磁化状态。Co/Pt 层用作 MTJ 的自由层，其电阻由激光脉冲进行调制。基于输入数据与输出磁化状态之间的一一对应关系，MTJ 的电阻被直接转换为数字输出信号。我们的器件到电路级仿真结果表明，基于 HDS 的光接收器仅消耗 0.124 pJ/bit 的能量，远低于现有技术。
引用
@article{arxiv.1803.07148,
title = {Optical Receiver with Helicity Dependent Switching of Magnetization},
author = {Zubair Al Azim and Thomas A. Ostler and Chudong Xu and Kaushik Roy},
journal= {arXiv preprint arXiv:1803.07148},
year = {2018}
}
备注
Under review in Physical Review Applied