具有零偏置场和大调谐比的基于翻转的自旋转移矩振荡器
介观与纳米尺度物理
2017-06-05 v3
摘要
我们提出了一种在甚高频（VHF）和超高频（UHF）频段获得振荡的新概念。传统的自旋矩纳米振荡器（STNO）至少由一个钉扎层（PL）和一个自由层（FL）组成，自由层在由进动角定义的固定轨道上进动，从而产生磁阻（MR）振荡。在STNO中，无论磁性层的易轴是对齐还是正交，无论有无外部偏置磁场，都无法实现完全的MR摆幅。受限的MR摆幅损害了提取的输出功率。此外，轨道受到热涨落的强烈干扰，导致严重的磁噪声。与STNO的工作原理形成鲜明对比，我们利用实验中的实际参数，从理论上证明，在基于双非对称自由层（无钉扎层）的垂直磁隧道结（pMTJ）中施加单向电流，两个自由层均可在没有任何外部磁场辅助的情况下实现完全且异相的自持翻转。这种设计促成了基于翻转的自旋矩振荡器（SW-STO），具有完全的MR摆幅，从而获得更大的输出功率，实现稳定且热鲁棒性更强的自由运行振荡。此外，我们评估了与130、65和14 nm节点的n型金属氧化物半导体（NMOS）场效应晶体管的集成，以阐明其对振荡器性能、直流偏置可控性及设计约束的影响，从而证明该设计作为动态可控振荡器用于实际片上实现的可行性。
引用
@article{arxiv.1611.05169,
title = {Switching based Spin Transfer Torque Oscillator with zero-bias field and large tuning-ratio},
author = {Gaurav Gupta and Zhifeng Zhu and Gengchiau Liang},
journal= {arXiv preprint arXiv:1611.05169},
year = {2017}
}
备注
51 pages, 14 figures, 1 Table