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
Agility of vortex-based nanocontact spin torque oscillators
我们研究了基于磁涡旋的电流可调振荡器的灵活性。理论预测，电流调谐频率发生在恒定的轨道半径，所以一个特殊的敏捷性是可以预期的。为了测试这一点，我们在微波干涉仪中插入了一个振荡器，以在时间分辨其发射的同时施加突然的电流变化。使用频移键控，我们表明，振荡器可以在两个稳定的频率之间切换不同的25%，在不到十个周期。这种振荡器具有宽的频率可调谐性和良好的灵活性，对于基于调制的射频应用具有理想的品质因数。
2009-10-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Interplay between spin wave and magnetic vortex
本文研究了自旋波与磁涡旋的相互作用，发现三种磁振子散射机制与涡旋平移模式，并提出一种基于涡旋的自旋波阀以实现对相移的任意控制。
2022-12-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Super-harmonic injection locking of nano-contact spin-torque vortex oscillators
研究了微波小电流作用下单纳米接触（NC）自旋力矩涡旋振荡器（STVO）的超谐波注入锁定。在微波磁电子测量中，在STVO基频$f_{0}$的四次谐波处观察到频率锁定。STVO相对于$f_{0}$的大的频率可调谐性允许装置通过调谐DC电流被锁定到微波频率$f_{RF}$的多个次谐波，或者锁定到在宽范围的$f_{RF}$上的相同次谐波。在一般情况下，锁定范围，线宽和振幅的分析表明，锁定效率随着谐波数的增加而降低，如预期的非线性振荡器的谐波同步。时间分辨扫描克尔显微镜（TRSKM）显示锁定到基频和谐波频率的状态的磁化动力学的空间特征的显着差异，这表明在同一设备内的核心轨迹的显着差异。NC-STVO的超谐波注入锁定可以为诸如纳米级分频器之类的设备开辟可能性，而芯轨迹的差异可以通过调谐共享磁层内的动态的空间特性来允许在多振荡器网络中实现相互同步。
2016-04-15 cond-mat.mes-hall 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
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
Current-induced vortex-vortex switching in a nanopillar comprising two Co nano-rings
我们制作了一个电流垂直于平面的赝自旋阀纳米柱，它由一个厚的和一个薄的Co环组成，具有深亚微米的横向尺寸。直流电流可以有效地在环中诱导出具有所需手征的磁通闭合涡旋态。涡旋态之间的突变也实现了直流电流和巨磁电阻效应检测。奥斯特场和自旋转移矩对磁转变都有重要影响，但前者占主导地位。它们可以被设计成在涡旋到涡旋的转变中相互合作，通过仔细地设置厚Co环中涡旋态的手征性。
2007-01-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Current-driven vortex domain wall dynamics by micromagnetic simulations
采用二维解析模型和微磁模拟方法研究了电流驱动的涡壁动力学。通过构造磁线中涡旋壁的试函数，解析求解了电流诱导自旋力矩存在时的畴壁速度和形变。计算了畴壁从涡壁向横壁转变的临界电流。场和电流驱动的壁动力学之间的比较进行。微磁学模拟进行验证我们的分析结果。
2006-05-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electric spectroscopy of vortex states and dynamics in magnetic disks
自旋极化的射频（RF）电流和RF-奥斯特场共振激发限制在微米级软磁盘中的磁涡核。在这项研究中，我们测量了整流电压谱所造成的各向异性磁阻振荡由于具有不同极性和手征的涡旋旋转。给出了测量的谱，以便通过解析计算，准确而直接地确定涡旋性质、自旋力矩和奥斯特场的强度。
2011-06-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Current-induced vortex displacement and annihilation in a single Permalloy disk
通过测量平面霍尔效应，研究了直流电流注入微米级铁磁圆盘中磁涡旋的感应运动。当外加偏置磁场时，在临界电流下，直流电流注入会产生自旋力矩，将涡旋扫出盘外。由平面霍尔电阻的变化推导出的电流诱导涡核位移与理论预测定量一致。在微分平面霍尔电阻曲线中观察到类似于自旋波激发的峰结构。
2005-11-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Dynamical influence of vortex-antivortex pairs in magnetic vortex oscillators
研究了纳米接触磁涡旋振荡器中的磁化强度随温度的变化规律。低温实验表明，在低电流和高电流的动力学性质不同。在低电流，我们激发一个温度无关的标准振荡模式，包括在gyrotropic运动的自由层涡旋的纳米接触。在临界电流以上，观察到频率的突然跳变，伴随着频率与电流斜率因子的显著增加。使用微磁模拟和分析建模，我们将这种新的制度的自旋阀的钉扎层中的涡旋-反涡旋对的创建。涡旋-反涡旋距离取决于有利于分离的奥斯特场和有利于对合并的交换偏置场。钉扎层中的对提供了改变自由层涡旋的动力学的附加自旋扭矩，这可以通过分析模型定量地解释。
2015-06-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Learning-Performance Evaluation of a Physical Reservoir Based on a Vortex Spin-Torque Oscillator with a Modified Free Layer
Ibaraki University（茨城大学）；Yamagata University（山形大学）；Tohoku University（东北大学）
本研究评估了带修改自由层的涡旋自旋扭矩振荡器在物理共振计算中的学习性能，发现其在低功耗下可实现更高的信息处理能力。
2026-08-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci nlin.CD
Domain wall propagation by spin-orbit torques in in-plane magnetized systems
用解析法和微磁学模拟方法研究了类阻尼自旋轨道力矩（DL SOT）对面内磁化软径迹中磁畴壁的影响。我们发现，DL SOT驱动涡旋DW，而横向DW，软轨道中的另一个典型DW结构，只有当Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用（Dzyaloshinskii-Moriya）存在时才传播。SOT驱动器可以增加自旋转移扭矩（STT）并且比STT更有效，因此可以极大地有益于需要面内DW的应用。我们的分析的基础上的Thiele方程表明，驱动力来自摆线变形的DW结构所造成的几何限制或扭曲。在更窄、更薄的磁道中，这种失真更高，SOT更有效。这些结果表明，SOT的影响不能简单地通过考虑结构中心的有效场来理解，这是一种缺乏根据但经常使用的估计。我们还发现，STT和DL SOT的相对大小可以通过比较同一路径上不同涡旋DW结构的运动来确定。
2020-07-09 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
Effects of current on vortex and transverse domain walls
利用铁磁体中的自旋矩模型，我们比较了涡旋和横壁对电流的响应。对于无缺陷的样品和小的施加电流，稳态壁迁移率是独立的壁结构。在存在缺陷的情况下，克服壁钉扎电位所需的最小电流对于涡壁比对于横向壁小得多。在壁面运动过程中，涡壁有向横壁转变的趋势。我们构建了一个相图的壁迁移率和壁转换驱动的电流。
2005-08-30 cond-mat.mtrl-sci
Probing the spin polarization of current by soft X-ray imaging of current-induced magnetic vortex dynamics
利用时间分辨软X射线透射显微镜对微米级坡莫合金盘中磁涡核的电流感应共振动力学进行了成像。优于25 nm的高空间分辨率使我们能够观察到涡核的共振运动。通过在自旋转移矩的框架下用分析模型拟合实验结果，结果还提供了坡莫合金的电流的自旋极化为0.67 +/-0.16。
2008-07-11 cond-mat.mtrl-sci
Current-induced magnetic vortex core switching in a Permalloy nanodisk
我们报告的切换的磁涡核在亚微米坡莫合金磁盘，诱导的短电流脉冲施加在膜平面。微磁学模拟包括绝热和非绝热自旋力矩项被用来研究电流驱动的磁化动力学。我们预测，一个核心逆转可以触发电流爆发十分之一纳秒长。涡核反转过程被发现是相同的，当施加一个外部场脉冲。使用电流脉冲控制涡核的取向引入了在密集阵列内解决单个纳米磁体的技术相关的可能性。
2007-02-02 cond-mat.mtrl-sci
Temperature dependence of microwave voltage emission associated to spin-transfer induced vortex oscillation in magnetic tunnel junction
研究了磁隧道结中自旋转移矩（STVO）引起的涡旋纳米振荡器的温度特性。我们获得了具有大输出功率和良好的信号相干性的发射信号。由于减少非线性相比，均匀磁化的情况下，我们首先观察到的线性减小的线宽随着温度的降低。然而，这种预期的行为不再适用于较低的温度和线宽的下限进行测量。
2011-12-12 cond-mat.mtrl-sci
Model for a collimated spin wave beam generated by a single layer, spin torque nanocontact
基于半经典自旋扩散理论，建立了单层纳米接触的自旋矩感生磁化动力学模型。该模型结合了由于电流感应奥斯特场的影响，并预测了各种空间相关的，相干的，岁差磁波结构的产生。方向可控的准直自旋波光束，涡旋螺旋波，和本地化的驻波被发现所激发的相互作用的奥斯特场和方向的一个应用领域。这些场作为围绕纳米接触的自旋波“围栏”，其控制自旋波在某些方向上的传播。
2007-12-22 cond-mat.mtrl-sci
Asymmetric scattering behaviors of spin wave dependent on magnetic vortex chirality
本文研究了十字形铁磁系统中涡旋手征引起的非对称自旋波散射行为。在该系统中，发现了四种散射行为：1）非对称斜散射，取决于涡核的极性，2）背散射（反射），取决于涡核的刚度，3）侧偏转散射，取决于涡循环的结构对称性，和4）几何散射，取决于波导结构。第一和第二散射行为归因于与磁振子自旋转移矩效应相关的非线性拓扑磁振子自旋霍尔效应，具有磁振子探索和应用价值。
2023-02-21 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Separated Edge-Soliton Meditated Dynamic Switching of Vortex Chirality and Polarity
磁涡旋的特征在于面内磁化手征和涡核的极性。涡旋极性和手征的电控制不仅对不同环境下纳米盘中自旋动力学的基本理解有很高的要求，而且对技术应用也有很高的要求，例如磁性非易失性存储器和用于神经形态计算的自旋力矩振荡器。在这里，我们报告了一种新的方法，使人们能够以低能耗用电控制涡旋手征性和极性。深入的微磁学模拟表明，在直径大于160 nm的薄纳米盘中，在电流诱导的奥斯特场存在下，边缘孤子的动态变换能够在一定条件下以低电流有效地切换涡旋手性和极性.然后，我们开发了一种方法，直接写入任何四个涡旋状态的电流脉冲从随机状态。我们进一步研究了开关相图作为磁盘直径的函数。结果表明，开关过程是高度依赖于尺寸。当圆盘直径小于160 nm时，VC手性和极性的切换总是同时发生，导致手性在切换前后保持不变。此外，临界开关电流可以低至3 × 10^6 A/cm ^2，这为小圆盘中涡旋手性的低电流开关提供了一种可能的途径。
2019-03-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
