Lineshape distortion in a nonlinear auto-oscillator near generation threshold: Application to spin-torque nano-oscillators
本文计算了在热噪声存在下，具有大非线性频移的自动振荡器中的线形。在产生阈值附近，这种线形变得强烈的非洛伦兹，加宽和不对称。一个洛伦兹线形恢复远低于和远高于阈值，这表明线形失真提供了生成阈值的签名。该理论充分描述了所观察到的行为的强非线性自旋扭矩纳米振荡器。
2007-11-28 cond-mat.mtrl-sci
Generation linewidth of an auto-oscillator with a nonlinear frequency shift: Spin-torque nano-oscillator
结果表明，由于振荡频率的非线性引起的相位噪声的重正化，具有非线性频移的自振子（即频率依赖于振荡幅度的自振子）的产生线宽明显大于传统准线性自振子的线宽.所开发的理论，当应用到一个自旋扭矩纳米接触自动振荡器，预测最小的生成线宽时，纳米接触被磁化在一个临界角，其平面，对应于最小的非线性频移，在最近的实验符合良好。
2007-06-26 cond-mat.mtrl-sci
Synchronization of spin-torque driven nanooscillators for point contacts on a quasi-1D nanowire: Micromagnetic simulations
在本文中，我们提出了详细的数值模拟研究的同步两个自旋力矩纳米振荡器（STNO）在准一维几何形状：磁化振荡诱导在薄的NiFe纳米条纹的自旋极化电流注入通过正方形CoFe纳米磁体在这个条纹的顶部。在一个足够大的面外场，一个传播振荡模式出现在这样的系统。由于在1D系统中不存在几何引起的波衰减，这种模式有望实现STNO之间的长距离同步。事实上，我们的模拟预测，纳米线上的两个STNO的同步是可能的相互接触距离3 mkm（纳米线宽度50 nm）。然而，我们也发现了这个系统的同步行为的几个定性的新功能，这使得在这个几何形状的一个稳定的同步实现一个非常重要的任务。特别地，在纳米接触之间存在最小距离，低于该最小距离不能实现STNO的同步。此外，当第一触点中的电流值保持恒定时，同步振荡的幅度非单调地依赖于第二触点中的电流值。最后，对于通过触点的同一电流值，可能存在多个同步状态（具有不同的频率），具体取决于初始条件。
2012-06-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Temperature dependence of nonlinear auto-oscillator linewidths: Application to spin-torque nano-oscillators
本文计算了具有非线性频移的自振荡器的产生线宽随温度的变化。它示出的频率非线性创建一个有限的相关时间，τ，相位波动。在光谱线宽小于1/τ的低温极限中，线形近似为洛伦兹，并且线宽与温度成线性关系。在相反的高温极限，其中的线宽大于1/tau，非线性导致一个明显的“非均匀加宽”的线，这成为高斯形状，并有一个平方根依赖于温度。结果示出的自旋扭矩纳米振荡器。
2008-06-25 cond-mat.mtrl-sci
Dependence of the Switching Current Density on the Junction Sizes in Spin Transfer Torque
利用微磁学模拟研究了自旋转移矩纳米柱结构中开关电流密度与结尺寸的关系。虽然宏观自旋模型预测开关电流密度对结尺寸的依赖性很弱，但我们发现开关电流密度是结尺寸的敏感函数。这一现象可以用开关过程中复杂的自旋组态和动力学来解释。详细的自旋组态和动力学由自旋波激发和有限波矢决定，这与交换耦合能和结的形状有关。
2012-11-16 cond-mat.mtrl-sci
Chiral magnetization textures stabilized by the Dzyaloshinskii-Moriya interaction during spin-orbit torque switching
我们研究了Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用（Dzyaloshinskii-Moriya）对垂直磁化重金属/铁磁体/氧化物三层膜电流感生磁开关的影响，实验和微磁学模拟都是如此。我们报告的生成足够大的开关区域中的磁感应强度的稳定的螺旋磁化条纹，从而产生中间状态的磁化确认的基本作用的的开关过程。我们比较的模拟和实验结果的宏观自旋模型，显示需要一个微磁的方法。温度对开关的影响也进行了讨论。
2014-01-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Oscillatory transient regime in the forced dynamics of a spin torque nano-oscillator
我们证明了在射频（rf）驱动信号下自旋力矩纳米振荡器（STNO）的瞬态非自治动力学与Adler模型描述的动力学有质的不同。如果外部射频电流$I_{rf}$大于某个临界值$I_{cr}$（由STNO偏置电流和阻尼确定），则在瞬态状态中产生STNO功率和相位的强振荡。这些振荡的频率随着$I_{rf}$作为$\propto\sqrt{I_{rf} - I_{cr}}$而增加，并且可以达到几GHz，而振荡的阻尼率几乎与$I_{rf}$无关。这种振荡瞬态动力学是由强STNO非线性引起的，在大多数STNO射频应用中应予以考虑。
2009-12-18 cond-mat.mtrl-sci
Coherent Sub-Nanosecond Switching of Perpendicular Magnetization by the Field-like Spin-Orbit Torque without an External Magnetic Field
从理论上研究了类优势场自旋轨道力矩对均匀磁化的小器件的磁化翻转的影响。我们表明，对于一定范围的比率（0.23-0.55）的Slonczewski的类场转矩，它是可以确定性地切换磁化，而不需要任何外部辅助场。脉冲长度的精确控制是不必要的，但脉冲边缘锐度是关键的。通过微磁模拟，数值验证了所提出的开关方案在器件中的有效性。无辅助场的开关对于自旋-轨道力矩在磁存储器中的应用具有重要意义。
2015-05-29 cond-mat.mtrl-sci
Microwave power generated by a spin-torque oscillator in the presence of noise
本文导出了在热噪声存在下自旋力矩振荡器产生的微波功率的表达式。当在亚临界状态下使用时，该表达式表明产生的功率由噪声水平决定，并提供了一种简单的方法来实验确定微波产生的阈值电流。相同的表达式给出了一个很好的定量描述的实验测量的偏置电流上的偏置电流的变化在一个温和的超临界范围内产生的功率的依赖性。
2007-09-28 cond-mat.mtrl-sci
Auto-oscillation threshold and line narrowing in MgO-based spin-torque oscillators
本文对低偏压下MgO隧道结中电流驱动磁化振荡的功率谱进行了实验研究。我们发现窄谱线的存在，在10.7 GHz的频率下，在8 MHz的宽度，为小的应用领域的自振荡阈值的明确证据。微磁学模拟表明，激发模式对应于合成反铁磁体的边缘模式。
2009-09-16 cond-mat.mtrl-sci
Frequency modulation of spin torque oscillator pairs
研究了基于纳米接触的自旋力矩振荡器（STO）对在同步和非同步状态下的电流控制调制。同步状态显示出良好的调制，并且即使在强调制下也表现出鲁棒的互锁。调制边带的功率分布可以通过假设单个振荡器模型来定量描述。然而，在非同步状态下，调制边带不能很好地由模型描述，表明两个单独的纳米接触STO之间的相互作用。这些发现是有希望的潜在应用需要调制的大型同步STO阵列。
2011-05-06 cond-mat.mtrl-sci
Critical current density of a spin-torque oscillator with an in-plane magnetized free layer and an out-of-plane magnetized polarizer
基于宏观自旋模型，研究了面内磁化自由层和面外磁化极化层的自旋力矩振荡器在面内形状各向异性场（$H_{\rm k}$）和外磁场（$H_{\rm a}$）作用下的自旋力矩感生磁化动力学.得到了OP旋进临界电流密度（$J_{\rm c1}$）的严格解析表达式。所获得的表达式成功地再现了[D]中报道的实验获得的$J_{\rm c1}$的$H_{\rm a}$依赖性。Houssameddine $et$ $al$ .，Nat.板牙. 6，447（2007）]。
2016-12-21 cond-mat.mtrl-sci
Spin-torque oscillator based on tilted magnetization of the fixed layer
自旋力矩振荡器（STO），其中的固定层的磁化是倾斜的膜平面外，能够在零磁场强微波信号的产生。通过数值模拟的Landau-Lifshitz-Gilbert-Slonczewski方程，在宏观自旋近似下，我们研究了微波信号的产生作为一个函数的驱动电流为两个现实的倾斜角。固定层的倾斜磁化可以通过使用具有高面外磁晶各向异性的材料（诸如L10 FePt）来实现。
2008-04-26 cond-mat.mtrl-sci
Temperature dependence of linewidth in nano-contact based spin torque oscillators: effect of multiple oscillatory modes
讨论了纳米接触自旋力矩振荡器（STO）中模式跃迁对电流（I）和温度（T）依赖线宽（Δf）的影响.在常数I下，Δf在模式转变附近表现出反常的温度依赖性; Δf可以随T增加或减少，这取决于w.r.t.模式转换。我们表明，如果非线性放大系数直接由实验确定，那么即使在模跃迁附近存在两个模，Δf作为I的函数的行为也可以用STO的单模解析理论拟合。使用最近开发的理论的两个耦合模式，我们表明，线宽附近的模式转换可以描述的“有效”的单振荡器理论与增强的非线性放大，进行额外的温度依赖性，从而定性地解释了实验结果。
2012-11-11 cond-mat.mtrl-sci
Quantitative understanding of magnetic vortex oscillations driven by spin-polarized out-of-plane dc current: Analytical and micromagnetic numerical study
通过解析和微磁学数值计算，研究了自旋极化面外直流电流驱动下涡旋回旋运动引起的磁涡旋振荡。演示了对持续涡旋振荡的可调谐本征频率和轨道振幅的可靠控制。这项工作提供了一个先进的一步，实际应用的涡旋振荡持续涡旋振荡器在一个宽的频率（f）范围内的10至2000兆赫和高值的f/（Δ f）。
2009-05-19 cond-mat.mtrl-sci
Spin transfer torque oscillator based on asymmetric magnetic tunnel junctions
研究了基于CoFeB/MgO/CoFeB非对称磁性隧道结的自旋转移矩振荡器。我们观察到微波旋进结的自由磁化层的厚度不同。利用MTJ中自由层和参考层之间的铁磁层间交换耦合和薄CoFeB电极中的垂直界面各向异性，我们证明了纳米尺度的器件可以在不施加外部磁场的情况下产生高频信号。在1.5 GHz时，振荡幅度超过10 nV/Hz ^[0.5]。
2011-10-03 cond-mat.mtrl-sci
Spin-torque oscillator linewidth narrowing under current modulation
研究了纳米接触自旋力矩振荡器（STO）在射频（100 MHz）调制电流作用下的线宽特性。我们实现了显着（高达85%）减少STO线宽时，它是跨高非线性区域调制。造成线宽减小的机制是在电流调制的影响下的非线性频率偏移，其减小了线宽的非线性放大。调制过程中线宽的减小可以从STO的自由运行行为定量计算。
2011-04-15 cond-mat.mtrl-sci
Time resolved measurements of the switching trajectory of Pt/Co elements induced by spin-orbit torques
报道了在基于高分辨克尔显微镜的时间分辨频闪实验中，对垂直磁化Pt/Co元件自旋-轨道力矩诱导开关的实验观察.磁化动力学是通过注入亚纳秒电流脉冲到双层，同时施加静态面内偏置磁场。观察到在几十纳秒的时间尺度上的高度可再现的均匀切换。我们的研究结果可以得到证实，只有当包括一个类似场的扭矩项，以及由有限温度介导的Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用时，使用微磁模型。
2017-04-21 cond-mat.mtrl-sci
Magnetization dynamics with a spin-transfer torque
采用微磁学模拟方法研究了横向尺寸为64 $\times$ 64 nm $^2$的自旋阀柱在自旋转移矩作用下的磁化反转和动力学行为.自旋力矩既具有磁阻尼（或反阻尼）的特性，又具有有效磁场的特性。对于稳态电流，M-I和M-H磁滞回线都表现出独特的特征，包括多次跳跃、不寻常的平台和岁差状态。这些状态源于吉尔伯特阻尼引起的能量耗散与自旋电流提供的自旋力矩引起的能量积累之间的竞争。即使对于稳态电流，磁能也作为时间的函数振荡。对于脉冲电流，实现电流驱动的磁化反转的自旋扭矩的最小宽度和幅度的定量确定。自旋力矩也显示出非常有趣的热激活，这是从根本上不同于普通的阻尼效应。
2003-02-17 cond-mat.mtrl-sci
Effect of spin transfer torque on the magnetic domain wall ferromagnetic resonance frequency in the nanowires
研究了铁磁纳米线中畴壁铁磁共振频率对自旋转移矩的影响。通过采用微磁学模拟与自旋转移矩，我们发现，畴壁共振频率随自旋极化电流密度的增加而降低，当没有在畴本身的共振频率的变化。令人惊讶的是，共振频率的变化是显着的（> 1.6 GHz）与自旋转移力矩，即使畴壁被钉扎。由于所提出的畴壁铁磁共振研究已被执行的钉扎畴壁，外来缺陷的贡献被排除在外。这是本研究的强大优势，因为在成像或输运测量中不可避免地存在非本征钉扎位点的影响。
2010-09-19 cond-mat.mtrl-sci
Walker breakdown with a twist: Dynamics of multilayer domain walls and skyrmions driven by spin-orbit torque
通过三维微磁学模拟和解析建模，研究了垂直磁化铁磁多层膜中扭曲畴壁和Skyrmions的电流感生动力学。结果表明，这种系统一般表现出沃克击穿的现象，在电流诱导的阻尼类自旋轨道力矩的存在下。在临界电流阈值以上，对应于几十m/s量级的典型速度，某些层中的畴壁开始以千兆赫范围内的频率进动，这导致振荡运动和迁移率的显著下降。这种现象起源于复杂的杂散场相互作用，并发生在广泛的多层材料和结构，包括至少三个铁磁层和有限的Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用。一个分析模型来描述的进动动力学与表面体积杂散场相互作用的多层膜，产生定性协议与微磁模拟。
2019-10-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
From Spin Torque Nano-Oscillators to Memristors: Multi-Functional Nanodevices for Advanced Computing
这篇写于2013年的论文回顾了我在自旋力矩纳米振荡器（从零场振荡到同步和涡旋振荡器）和忆阻器件（自旋力矩和铁电忆阻器）方面的研究工作。
2014-07-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Dependence of the Spin Transfer Torque Switching Current Density on the Exchange Stiffness Constant
利用微磁学模拟研究了自旋转移矩磁隧道结结构中开关电流密度与交换刚度常数的关系。由于广泛接受的开关电流密度的解析表达式是基于宏观自旋模型，没有交换刚度常数的依赖。然而，当开关发生时，自旋组态形成C型、S型或复杂的畴结构。由于自旋组态是由形状各向异性和交换刚度常数决定的，因此开关电流密度对它们的变化非常敏感。这意味着通过控制交换刚度常数来优化开关电流密度有更大的空间，交换刚度常数由组成和详细的制造工艺决定。
2012-06-02 cond-mat.mtrl-sci
Single spin-torque vortex oscillator using combined bottom-up approach and e-beam lithography
采用自下而上的电沉积纳米线组装技术和电子束光刻技术，研究了Co/Cu/Co赝自旋阀纳米线的自旋转移矩和微波辐射。甚至在零磁场下也能获得微波信号。有趣的是，高频与磁场的可调性被证明，在0.4 - 2 MHz/Oe的范围内，取决于所施加的磁场相对于伪自旋阀的磁性层的取向。作为外部磁场的函数的频率值和发射信号频率与分析涡旋模型以及微磁模拟具有良好的定量一致性。
2013-03-14 cond-mat.mtrl-sci
Theory of the power spectrum of spin-torque nanocontact vortex oscillators
磁性纳米接触中的自旋转移力矩可以导致涉及大振幅回旋涡旋运动的自持磁化振荡。这种动力学包括围绕纳米接触的稳态轨道，这是可能的，因为固有的磁阻尼由自旋扭矩补偿。在这篇文章中，我们提出了一个分析理论，这些振荡的功率谱的基础上的刚性涡模型。在nanocontacts的涡旋振荡的外观是不相关的霍普夫分岔：没有临界电流和在有限电流的稳态振荡的唯一先决条件是在系统中的涡旋的存在，与传统的自旋扭矩振荡器，涉及大角度磁化进动。振荡频率与外加电流成线性关系，与轨道半径成反比。通过求解涡旋动力学的朗之万问题，得到了功率谱的线形和线宽。在典型的实验条件下，一个洛伦兹线型与电流无关的线宽进行了预测。良好的定量之间的理论和最近的实验。
2010-07-22 cond-mat.mtrl-sci
Micromagnetic theory of spin relaxation and ferromagnetic resonance in multilayered metallic films
本文从修正的Landau-Lifshitz微磁动力学方程出发，将阻尼力矩看作是旋进磁化矢量与引入的内、外磁各向异性应力张量之间的耦合作用，研究了叠层微电子器件中金属薄膜的自旋弛豫。特别注意的是给出的指数弛豫时间和铁磁共振线宽的解析形式推导出的磁化能量损失方程和伽柏不确定性之间的关系在谐振形线的半峰全宽和共振激发寿命。发展理论的潜力进行了简要讨论，在最近的测量的背景下。
2012-10-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Non-linear dynamics near exceptional points of synthetic antiferromagnetic spin-torque oscillators
我们考虑一个人工合成的具有各向异性层间交换耦合的反铁磁自旋力矩振子。该系统在其线性化动力学中表现出异常点。我们发现的非线性动力学和动力学相图的系统分析和数值。此外，我们表明，在一个例外点附近，振荡器的功率非常敏感地依赖于注入的自旋电流。我们的研究结果可能是有用的设计敏感的磁强计和其他应用的自旋扭矩振荡器。
2023-02-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Oscillatory spin-orbit torque switching induced by field-like torques
利用自旋-轨道力矩（SOT）的确定性磁化开关是近年来发展起来的一种有效的电控制永磁体磁状态的方法。SOT开关仍然缺乏随时间的振荡开关特性，因此，它限于双极操作，其中所施加的电流或场的极性的变化是双极开关所必需的。基于相干旋转的振荡开关方案不能应用于SOT，因为SOT开关通过磁畴的扩展发生。在这里，我们通过控制畴壁动力学实验实现了非相干SOT过程中的振荡开关。我们发现一个大的类场分量可以动态地影响决定SOT开关方向的畴壁手征。因此，在纳秒电流脉冲下，磁化在两个稳定状态之间交替切换。通过利用这种振荡开关行为，我们证明了单极确定性SOT开关方案，通过控制电流脉冲的持续时间。
2017-11-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Amplitude-Phase Coupling in a Spin-Torque Nano-Oscillator
利用加性白噪声的Hopf分岔规范形描述了热涨落作用下的自旋矩纳米振荡器。应用约化方法，从具有非线性Gilbert阻尼的Landau-Lifshitz-Gilbert-Slonczewski方程出发，计算了对自旋力矩纳米振荡器功率谱有重要影响的幅相耦合因子.在实际外场条件下，振幅相位耦合因子随面内各向异性的变化很大。
2008-11-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Measurement of nonlinear frequency shift coefficient in spin-torque oscillators based on MgO tunnel junctions
通过分析功率谱的电流依赖性，测量了MgO基自旋力矩振荡器的非线性频移系数，该频移系数代表了振荡器的振幅涨落到相位涨落的转换强度.我们已经观察到，线宽对反归一化功率图显示线性行为低于和高于振荡阈值的自旋力矩振荡器的分析理论所预测的。系数的大小由线性斜率的比率确定。小幅度的系数已获得的器件表现出窄线宽在高偏置电流。
2009-06-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Current induced domain wall dynamics in the presence of spin orbit torques
研究了在自旋轨道力矩存在下，垂直磁化纳米带中电流诱导的畴壁运动。我们表明，使用微磁模拟的方向上的电流引起的DW运动和相关的DW速度依赖于类场转矩（FLT）和Slonczewski类转矩（FLT）的相对值。结果很好地解释了集体坐标模型，这是用来绘制相图的DW动力学的函数的FLT和的ESTA。我们表明，一个大的DW速度的增加，可以通过适当的调整这两个扭矩达到。
2013-10-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Micromagnetic simulations of the magnetization precession induced by a spin polarized current in a point contact geometry
本文对点接触结构下扩展铁磁多层膜中自旋极化电流驱动下的磁化动力学进行了数值模拟。我们提出了（i）详细分析的方法所产生的问题，这样的模拟和（ii）物理结果上获得的系统类似的研究在Rippard等人，物理学评论快报，v. 92，027201（2004）。我们表明，使用一个标准的Slonczewski形式主义的自旋引起的扭矩的唯象治疗导致模拟结果和实验观察之间的定性分歧，并讨论这种差异的可能原因。
2006-01-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Effect of nonadiabatic spin transfer torque on domain wall resonance frequency and mass
通过解析模型和微磁学模拟研究了半环形纳米线中磁畴壁的动力学行为。我们发现，阻尼正弦振荡的磁畴壁周围的平衡位置的小位移角下的外部磁场在没有电流。通过研究电流诱导的非绝热自旋转移矩对磁畴壁共振频率和质量的影响，发现当非绝热自旋转移矩与绝热贡献之比大于1时，共振频率和磁畴壁质量均发生红移.
2011-03-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Synchronization of spin torque oscillators through spin Hall magnetoresistance
自旋力矩振荡器放置在一个重金属上，由于自旋霍尔磁阻效应的耦合，显示出同步的自振荡。在这里，我们研究了一个系统有两个自旋力矩振荡器的自旋霍尔转矩的影响下，并表明，切换外部电流的方向，使我们能够控制相位差的同步同相和反相之间。
2017-10-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci nlin.AO
Spin torque ferromagnetic resonance with magnetic field modulation
我们提出了一种利用磁场调制的宽带自旋矩铁磁共振（ST-FMR）技术来测量磁性纳米结构中的自旋波性质。这种技术提供了很大的改进，在传统的ST-FMR测量的灵敏度，和应用这种技术的纳米磁性隧道结（MTJ）揭示了一个丰富的频谱的自旋驻波本征模。ST-FMR测量与自旋波谱的微磁模拟的比较，使我们能够解释在纳米MTJ的低频磁激发的字符。
2013-10-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Role of the Non-Collinear Polarizer Layer in Spin Transfer Torque Switching Processes
我们最近报道，自旋转移力矩开关电流密度是非常敏感的，不仅结的大小，但也交换刚度常数的自由层根据微磁学模拟。由于非相干自旋翻转过程的存在，所得结果非常复杂，与宏观自旋模型相差甚远。当我们采用非共线极化层时，开关电流密度对结尺寸和交换刚度常数的依赖性变得系统化。研究发现，非共线极化层通过打破对称自旋组态增强了自旋动力学的相干性。
2013-05-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Chiral skyrmions in an anisotropy gradient driven by spin-Hall effect
最近已经证明了通过各向异性梯度和自旋霍尔效应的组合来驱动Skyrmion运动的策略。在这里，我们研究这种类型的运动相结合的微磁模拟和广义蒂勒方程的基本属性。我们发现，各向异性梯度驱动的skyrmion主要沿垂直于梯度的方向，由于保守的扭矩的一部分。由于阻尼力矩，沿平行于各向异性梯度的方向存在一些较慢的运动。当加入适当的自旋霍尔力矩时，各向异性梯度方向上的skyrmion速度可以得到增强。当skyrmion移动到各向异性变化的区域时，这种运动引起skyrmion的加速度。在实验中要正确估计skyrmion速度，就必须考虑这一现象。我们采用了蒂勒一样的形式主义，并推导出的速度和加速度的skyrmion，匹配非常好的微磁模拟结果的表达式。
2018-03-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Designing large arrays of interacting spin-torque nano-oscillators for microwave information processing
自旋力矩纳米振荡器阵列在宽带微波信号检测和处理以及神经形态计算方面具有广阔的应用前景。在许多这些应用中，振荡器应设计成具有相等间隔的频率和对微波输入的相等灵敏度。在这里，我们设计自旋扭矩纳米振荡器阵列与这些规则，并估计其最佳尺寸为给定的灵敏度，以及频率范围，他们覆盖。为此目的，我们探索分析和数值条件，以获得涡旋自旋扭矩纳米振荡器与等距gyrotropic振荡频率，并具有所有类似的同步带宽输入微波信号。我们表明，阵列的数百个振荡器，覆盖范围为几百MHz的可以建立考虑到纳米的限制。
2019-11-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Direct experimental measurement of phase-amplitude coupling in spin torque oscillators
我们在时域中研究了MgO磁性隧道结的自旋力矩诱导振荡。通过使用希尔伯特变换的时间轨迹，我们获得了第一次的功率和相位波动之间的耦合的直接实验测量。我们推导出的功率恢复率，我们得到的耦合强度，这是一致的弱频率依赖于所施加的电压低的值。
2010-07-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Frequency shift keying in vortex-based spin torque oscillators
基于涡旋的自旋扭矩振荡器可以由连接到电纳米接触的扩展自旋阀制成。我们研究了在这些振荡器中实现频移键控调制。在10 MHz范围内对电流进行平方调制时，涡旋频率遵循电流指令，在光谱测量中容易识别两个交换频率。输出功率的频率分布可以通过直流电流涡旋波形的卷积变换和电流调制来解释。建模表明，频率转换是相位相干的，持续时间小于25 ns。除了多倍频程可调谐性和一流的灵活性外，频移键控调制能力是在RF电路中实现基于涡旋的振荡器的另一个里程碑。
2011-03-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Time-Resolved X-ray Microscopy of Spin-Torque-Induced Magnetic Vortex Gyration
时间分辨X射线显微镜用于成像交替高密度电流对铁磁涡旋磁化动力学的影响。在微米级的坡莫合金方块中观察到自旋力矩诱导的涡旋旋转。在具有不同手性的结构中的旋转的相位进行比较的分析模型和微磁模拟，考虑到交替的自旋极化电流和电流的奥斯特场。在我们的情况下，由于自旋转移扭矩的驱动力是约70%的总激励，而其余部分来自电流的奥斯特场。这一发现对使用自旋扭矩驱动的磁化切换和畴壁运动的磁存储器件具有影响。
2008-01-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Dynamical properties of three terminal magnetic tunnel junctions: spintronics meets spin-orbitronics
这封信介绍了一个微磁模型，能够在三个终端的磁性隧道结的磁化动力学特性，自旋转移力矩和自旋轨道力矩的影响被考虑在内。我们的研究结果预测，从技术角度来看，将这两个扭矩源电分离的可能性对于下一代纳米级自旋电子振荡器和微波探测器都是非常有前途的。提出了一种基于这三个终端设备并联的可扩展同步方案。
2013-12-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin orbit torque nano-oscillators by dipole field-localized spin wave modes
我们展示了一个高质量的自旋轨道扭矩纳米振荡器由自旋波模式由附近的微磁体的强非均匀偶极场的磁场限制。这种方法使可变的空间限制和系统调谐的磁振子谱和光谱分离的研究多模相互作用的影响，自振荡。我们发现这些偶极场局域自旋波模式表现出良好的自振特性-窄线宽和大振幅-同时持续到室温。我们发现最低局域模的线宽近似与温度成正比，与热涨落影响的理论分析吻合得很好。这种具有可调特性的干净振荡器的演示为理解基本限制和线宽贡献提供了一个强大的工具，以改善未来的自旋霍尔振荡器。
2021-12-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Decoherence and mode-hopping in a magnetic tunnel junction-based spin-torque oscillator
讨论了基于磁隧道结的自旋力矩振荡器中磁振荡的相干性随外场角的变化。时频分析表明，不同的振荡器模式之间的模式跳变，这是由线性和非线性耦合的Landau-Lifshitz-Gilbert方程，类似于在半导体环形激光器中观察到的模式跳变。这些耦合和因此跳模在用于自由层与参考层磁化的反平行（AP）对准的电流阈值附近被最小化。远离AP对准，模式跳变限制振荡器相干性。
2012-03-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Low offset frequency $1/f$ flicker noise in spin torque vortex oscillators
在自旋力矩纳米振荡器中，靠近载流子的低频噪声仍然很少被研究。然而，这是至关重要的调查，因为它限制了振荡器的频率稳定性。本文研究了基于TMR的自旋力矩涡旋振荡器在大振幅稳态振荡下的低偏频闪烁噪声。我们首先唯象地扩展了非线性自振子理论，旨在揭示这种噪声的性质。然后，我们提出了一个彻底的振荡器的$1/f$闪烁噪声的实验研究，并讨论了理论预测的基础上的结果。据此，我们将振荡器的非线性动力学与闪烁噪声的概念连接起来，并进一步参考基于Hooge公式的标准$1/f$噪声描述的影响，考虑到非恒定的磁振荡体积，这有助于磁阻。
2019-06-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Anomalous spin-orbit torque switching due to field-like torque-assisted domain wall reflection
自旋轨道转矩（SOT）允许对磁状态进行电控制。垂直磁化的电流感应SOT切换具有特别的技术重要性。SOT由类阻尼转矩和类场转矩组成，因此有效的SOT开关需要了解这两个转矩分量的组合效应。以前的准静态测量报告了增加的开关概率与电流脉冲的宽度，如预测仅考虑阻尼转矩。在这里，我们报告了在较长的脉冲宽度的开关概率降低，基于时间分辨的测量。微磁学分析表明，这种异常的SOT开关的结果从畴壁反射样品边缘。畴壁反射被发现强烈依赖于类场转矩和它的相对符号的阻尼类转矩。我们的研究结果表明，在确定性的SOT开关的类场转矩的关键作用，并通知两个转矩分量的符号相关性的重要性，这可能揭示的SOT开关机制。
2017-11-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Strong linewidth variation for spin-torque nano-oscillators as a function of in-plane magnetic field angle
我们测量的微波信号所产生的自旋扭矩驱动的磁化动力学在图案化的磁性多层器件在室温下，作为一个函数的角度的磁场施加在样品平面。我们发现强烈的变化，信号的频率线宽，减少了超过20倍的磁场从磁易磁化轴旋转到面内难磁化轴。基于微磁模拟，我们确定这些变化是由于从空间非相干到相干旋进的转变造成的。
2008-03-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Non-linear frequency and amplitude modulation of a nano-contact spin torque oscillator
我们研究了纳米接触自旋力矩振荡器的电流控制调制。研究了频率非线性的三种主要不同情况（$d^{2}f/dI^{2}_{dc}$为零、正和负）。标准的非线性调频理论能够准确地描述调制过程中的频移。然而，调制边带的功率仅与基于组合非线性频率和幅度调制的最近理论的计算一致。
2010-05-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Zero-field dynamics stabilized by in-plane shape anisotropy in MgO-based spin-torque oscillators
在这里，我们证明了在MgO基的自旋扭矩纳米振荡器组成的面外磁化自由层和面内偏振器的形状各向异性是必要的，以稳定面外磁化旋进，而不需要外部磁场。随着面内各向异性的增加，引入了磁化强度朝向面内易磁化方向的逐渐倾斜，从而有利于零场动力学而不是静态面内状态。在临界值以上，不再观察到零场动力学。最佳比例的面内形状的面外单轴各向异性，大角度的面外零场动力学发生在最宽的电流范围内，报告。
2018-10-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Observation of droplet soliton drift resonances in a spin-transfer-torque nanocontact to a ferromagnetic thin film
磁液滴孤子是在具有垂直磁各向异性的薄膜中激发的一种非线性动力学模式，具有自旋转移矩。虽然液滴孤子已被证明是稳定的滞后响应所施加的电流和磁场在低温下，在室温下的测量表明不太稳定和减少的滞后宽度。在这里，我们报告的证据液滴孤子漂移不稳定性，导致漂移共振，在室温下，解释其较低的稳定性。微磁学模拟表明，漂移不稳定性是由纳米接触区域中的有效场不对称性产生的，该区域可以具有不同的起源。
2015-07-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin-orbit torque in Pt/CoNiCo/Pt symmetric devices
通过自旋轨道转矩的电流感生磁化切换提供了在重金属/铁磁体（FM）多层系统中写入信息的能量有效的手段。类场转矩和类阻尼转矩对电流引起的磁化翻转的相对贡献仍有争议。在这里，我们描述了一种基于对称Pt/FM/Pt结构的器件，在该器件中，我们展示了来自自旋霍尔效应的强阻尼类扭矩和来自Rashba效应的不可测量的类场扭矩。由于自旋霍尔效应的自旋-轨道有效场进行了定量研究，并被发现是一致的开关有效场后，占开关电流减少，由于热波动的电流脉冲。揭示了平均Mz的确定性开关与面内磁场的非线性关系，这可以通过微磁学模拟来解释和理解。
2015-10-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Anatomy of spin wave driven magnetic texture motion via magnonic torques
自旋波与磁织构的相互作用反映了磁系统中快、慢动力学部分之间的信息交换。在这里，我们制定了一套磁转矩作用于背景的磁性纹理，通过提取的时间不变的信息，从快速旋进的自旋波。在磁振子矩框架下，我们利用理论公式和微磁学模拟研究了两种典型的自旋破缺情况下自旋波驱动的畴壁运动：由Dzyaloshinkiii-Moriya相互作用破缺的旋转对称性和由磁阻尼破缺的平移对称性.基于扭矩的微观分析提供了紧凑而定量的工具，重新解释自旋波引起的磁织构动力学，超越了传统的全球动量守恒的框架。
2022-11-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Emission of coherent propagating magnons by insulator-based spin-orbit torque oscillators
我们通过实验证明了直流电流诱导的自旋轨道扭矩在超薄磁绝缘膜中产生相干传播磁振子。我们表明，这一具有挑战性的任务，可以通过利用磁绝缘体膜具有大的垂直磁各向异性。我们展示了简单而灵活的自旋-轨道力矩器件，它可以用作基于绝缘体的自旋电子应用的相干传播磁振子的高效纳米级源。
2018-07-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Time domain study of frequency-power correlation in spin-torque oscillators
本文描述了一个数值实验，基于全微磁学模拟的电流驱动的磁化动力学在纳米级自旋阀，以确定在自旋力矩振荡器的光谱线宽展宽的起源。我们的数值计算结果表明，在零温度下的磁化动力学的两个定性不同的制度：定期（单模进动动力学）和混乱。在常规制度中，振荡器的集成功率对频率的依赖性是线性的，因此，动态是很好地描述了由电流驱动的磁化动力学的分析理论，为中等振幅的振荡。我们观察到，对于更高的振荡器振幅，振荡器的集成功率作为频率的函数的函数依赖性不是一个单值函数，可以通过引入非线性振荡器功率的数值描述。对于一系列的电流在正规制度，振荡器的光谱线宽是温度的线性函数。在大电流值下发现的混沌状态中，线宽不被解析理论描述。在这个制度中，我们观察到的振荡器线宽加宽，这源于随机畴壁成核和传播通过样品所产生的振荡器的频率的突然跳跃。这种间歇性的行为，揭示了通过小波分析，给出了优越的描述的频率跳变相比，其他几种技术。
2010-04-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
