自旋霍尔纳米振荡器中自旋波的电学激发与调控研究进展
介观与纳米尺度物理
2020-12-02 v2 材料科学
摘要
自旋波（SWs）是磁系统中自旋的集体进动运动，已被提出作为一种有前景的低功耗信息编码替代系统。自旋霍尔纳米振荡器（SHNO）是一种新型自旋电子纳米器件，可利用自旋霍尔效应产生的自旋电流，在低阻尼的纳米尺度磁性金属和绝缘体中电学激发并控制自旋波。在此，我们综述 SHNO 中自旋波激发及依赖于实验参数的频谱的最新进展。基于面内磁化 Py/Pt 的纳米间隙 SHNO 表现出非线性自局域子弹孤子，局域在电极间间隙中心，以及在更高电流下与初级子弹模式共存的次级高频模式。而在具有强垂直磁各向异性（PMA）的纳米间隙 SHNO 中，除通过调节外磁场和电流实现并控制非线性子弹孤子和传播自旋波模式外，还可在低面内磁场下激发磁泡斯格明子模式。由于模式间由热磁子介导的散射耦合，这些 SW 模式在高温下表现出热诱导的模式跳变行为。此外，得益于 PMA 诱导的有效场，也可在不施加外磁场的情况下实现单一相干模式。自旋波的强非线性效应使 SHNO 易于实现与外部微波信号的同步或多振荡器间的互同步，并显著改善振荡模式的相干性与功率。具有外自由磁层的 SHNO 中的自旋波具有广泛应用，从低功耗磁子器件的纳米级信号源到人工智能领域的基于自旋的神经形态计算系统。
引用
@article{arxiv.2006.09737,
title = {Recent Progress on Electrical Excitation and Manipulation of Spin-Waves in Spin Hall Nano-Oscillators},
author = {Liyuan Li and Lina Chen and Ronghua Liu and Youwei Du},
journal= {arXiv preprint arXiv:2006.09737},
year = {2020}
}
备注
33 pages, 9 figures, Review article