基于斯格明子的纳米振荡器中的超高频与多通道输出
介观与纳米尺度物理
2024-03-21 v1
摘要
自旋电子纳米振荡器可以产生可调谐的微波信号,在电信到现代神经形态计算系统等领域有广泛应用。在其他自旋电子器件中,磁性斯格明子因其小尺寸和拓扑稳定性而成为下一代低功耗器件的有前景候选。在这项工作中,我们提出了一种基于合成反铁磁(SAF)斯格明子对的多通道振荡器设计。SAF中斯格明子霍尔效应的缓解以及相关的马格努斯力的消除,使所提出的振荡器具有41GHz的超高频率和由相同电流驱动的多通道频率输出。与具有恒定单轴各向异性轮廓的单层单斯格明子振荡器相比,超高工作频率提高了约342倍。利用微磁模拟,我们通过引入多通道纳米轨道和多个斯格明子来增强频率操作,证明了所提出的多通道振荡器设计的有效性。超高工作频率和多通道输出归因于三个关键因素:振荡器设计考虑了间隔层(如Ru)材料的有限自旋翻转长度;切向速度与输入自旋电流成正比,且与斯格明子对的旋转半径弱相关;多通道高Ku环和斯格明子-斯格明子排斥力实现的通道中斯格明子互锁,从而产生超高频率和多通道输出。
引用
@article{arxiv.2403.13478,
title = {Ultrahigh Frequency and Multi-channel Output in Skyrmion Based Nano-oscillator},
author = {Abhishek Sharma and Saumya Gupta and Debasis Das and Ashwin. A. Tulapurkar and Bhaskaran Muralidharan},
journal= {arXiv preprint arXiv:2403.13478},
year = {2024}
}