自旋霍尔纳米天线
介观与纳米尺度物理
2024-08-19 v1 系统与控制
系统与控制
应用物理
摘要
自旋霍尔效应是自旋电子学和磁学中广受关注的现象，在数字电子学（存储和逻辑）中找到了众多应用，但在模拟电子学中应用甚少。实际上，唯一广泛使用的模拟应用是自旋霍尔纳米振荡器（SHNO），它向负载提供高频交流电流或电压。这里，我们报道了其类似物——自旋霍尔纳米天线（SHNA），它向周围介质辐射高频电磁波（交变电场/磁场）。如果纳米磁体由磁致伸缩材料制成，它还可以在底层基底中辐射声波。这使其成为双电磁/声天线。SHNA 由沉积在基底上的带槽磁致伸缩纳米磁体阵列组成，槽下方/上方有重金属纳米条带。通过纳米条带传递的交变电荷电流经由自旋霍尔效应在纳米磁体中产生交变自旋轨道力矩，使其磁化强度随电流频率随时间振荡，产生受限的自旋波（磁振子），并以与交流电流相同的频率向空间辐射电磁波（光子）。尽管尺寸远小于辐射波长，SHNA 惊人地并不表现为各向同性辐射的点源。相反，辐射图案中存在明显的方向性（各向异性），且依赖于频率。这是由于纳米磁体内部生成的受限自旋波图案具有（频率依赖的）固有各向异性，这有效地赋予了点源内部各向异性。
引用
@article{arxiv.2408.08368,
title = {Spin Hall Nano-Antenna},
author = {Raisa Fabiha and Pratap Kumar Pal and Michael Suche and Amrit Kumar Mondal and Erdem Topsakal and Anjan Barman and Supriyo Bandyopadhyay},
journal= {arXiv preprint arXiv:2408.08368},
year = {2024}
}