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
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
Spin torque nano-oscillators based on antiferromagnetic skyrmions
基于Skyrmion的自旋矩纳米振荡器是潜在的下一代微波信号发生器。然而，基于铁磁skyrmion的自旋扭矩纳米振荡器不能达到高振荡频率。在这项工作中，我们建议使用反铁磁skyrmion的圆周运动，以创建振荡信号，以克服这一障碍。微磁学模拟表明，基于反铁磁skyrmion的自旋力矩纳米振荡器可以产生高频率（几十GHz）。此外，解析地推导出了反铁磁skyrmion在纳米盘中作圆周运动的速度，这与数值模拟的结果吻合得很好。我们的研究结果是有用的反铁磁skyrmion的惯性动力学的理解和未来的skyrmion为基础的自旋扭矩纳米振荡器的发展。
2018-11-07 cond-mat.mes-hall
Current noise of a resonant tunnel junction coupled to a nanomechanical oscillator
我们提出了一个理论研究的电流噪声的谐振隧道结耦合到纳米机械振荡器内的非平衡格林函数技术。一个任意的电压被施加到隧道结和引线中的电子被认为是在零温度。利用非微扰方法研究了与点上电子强耦合的纳米机械振子的声子分布特性。对电流-电压、散粒噪声和相应的Fano因子随外加偏压的变化进行了解析计算和数值计算，结果表明了纳米机械振荡器耦合动力学的显著特征。这将为旨在研究振荡器量子行为的实验设计提供有用的见解。
2010-05-20 cond-mat.mes-hall
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
Critical current and linewidth reduction in spin-torque nano-oscillators by delayed self-injection
基于理论模型，自旋扭矩纳米振荡器的动力学可以通过在一些延迟之后将发射的信号重新注入到振荡器的输入端来显著地修改。对涡旋磁隧道结的数值模拟表明，在合理的参数下，该方法可以使临界电流降低25%，线宽减小4倍。分析计算表明，这些结果可以推广到任何类型的自旋力矩振荡器，并与模拟结果吻合良好。
2015-05-15 cond-mat.mes-hall
Nanoconstriction spin-Hall oscillator with perpendicular magnetic anisotropy
实验研究了基于垂直磁各向异性[Co/Ni]多层膜的自旋霍尔纳米振荡器。我们表明，这些设备是能够在电流密度的单频自动振荡的平面磁化振荡器。所演示的振荡器表现出大的磁化进动幅度，其振荡频率是高度可调的电流。这些特性使其在高速集成微波电路中具有广阔的应用前景。
2017-06-16 cond-mat.mes-hall
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
Noise spectrum of a tunnel junction coupled to a nanomechanical oscillator
研究了一种与隧道结耦合的纳米机械谐振器。振荡器调制结的传输，改变电流和噪声频谱。研究了振荡器对结噪声谱的影响，得到了任意频率、温度和偏压下的噪声谱。我们发现，噪声谱包括一个噪声基底和一个峰值结构，峰值在零频率，振荡器频率和两倍的振荡器频率。如果结的偏置电压低于振荡器频率，则振荡器的影响消失。我们证明，在振荡器频率的峰值可以用来确定振荡器的占用数，显示在结中的电流噪声的功能作为温度计的振荡器。
2007-01-16 cond-mat.mes-hall
Probing phase coupling between two spin-torque nano-oscillators with external source
自动振荡器之间的相位耦合对于实现诸如同步的相干响应是关键的。在这里，我们提出了一种实验方法来探测它的情况下，两个偶极耦合的自旋扭矩涡旋纳米振荡器使用外部微波场。通过将一个振荡器锁相到微波场，我们观察到第二个振荡器上的频率牵引。从耦合Thiele方程，我们分析表明，这种频率拉从偶极和微波耦合的协同行动的结果。分析使我们能够确定偶极耦合的幅度和每个振荡器的相位滞后，产生重要的信息，实现大型振荡器网络。
2017-09-11 cond-mat.mes-hall
Time-dependent quantum transport in a resonant tunnel junction coupled to a nanomechanical oscillator
本文采用非平衡格林函数方法研究了纳米机械振荡器与共振隧道结耦合时的量子输运。一个任意的电压被施加到隧道结和引线中的电子被认为是在零温度。在这里考虑系统的瞬态和稳态行为，以探索作为时间函数的振荡器的量子动力学。用非微扰方法研究了与点上电子强耦合的纳米机械振子的声子分布特性。我们考虑从电子到振子的能量转移和Fano因子作为时间的函数。我们讨论了纯态和混合态的纳米机械振荡器的量子动力学。我们已经发现量子振荡器和经典振荡器之间的显著差异。特别地，经典振荡器的能量将总是被电子耗散，而量子振荡器保持在激发态。这将为旨在研究振荡器量子行为的实验设计提供有用的见解。
2010-01-24 cond-mat.mes-hall
Controlling the synchronization properties of two dipolarly coupled vortex based spin-torque nano-oscillators by the intermediate of a third one
在本文中，我们提出了通过在两个偶极耦合的基于涡旋的自旋矩纳米振荡器之间放置一个中间振荡器来控制它们之间的锁相强度。我们通过微磁模拟表明，锁相的强度可以在很大程度上由中间振荡器中的电流的微小变化来调谐。我们开发了简化的数值模拟的基础上的涡核轨迹的解析表达式，这将是有用的调查大阵列的密集包装的自旋扭矩振荡器通过其杂散场相互作用。
2017-01-31 cond-mat.mes-hall
Selective control of vortex polarities by microwave field in two robustly synchronized spin-torque nano-oscillators
控制耦合自旋力矩纳米振荡器（STNO）的工作状态，包括它们的同步，对于诸如复杂振荡器网络的应用是必不可少的。在这项工作中，我们实验证明了选择性控制两个耦合涡STNO通过微波辅助切换其涡核极性。首先，这两个振荡器同步，由于偶极相互作用在一个广泛的频率范围内调谐的外部偏置场。相干输出被证明与强大的线宽减少。然后，我们展示了每个振荡器的单独涡旋极性控制，这导致同步/去同步化，由于伴随的频率偏移。我们的方法可以很容易地扩展到多元件耦合振荡器网络。
2017-11-07 cond-mat.mes-hall
Mutual synchronization of two asymmetric-nano-constriction-based spin-Hall nano-oscillators
本文提出非对称纳米收缩自旋霍尔纳米振荡器设计，利用微磁模拟实现两器件仅靠偶极场相互同步，发现同相与反相锁定及振幅相关性，为阵列与神经形态计算提供可扩展路径。
2025-09-15 cond-mat.mes-hall
Skyrmion Based Spin-Torque Nano-Oscillator
利用微磁学模拟方法，研究了铁磁圆形纳米点中磁性skyrmion在圆形纳米柱参考层产生的自旋力矩驱动下的自激振荡.我们证明，通过降低单轴各向异性常数（$K_u$）的值，skyrmion的速度可以增加，利用这一性质，skyrmion振子的回转频率可以提高。skyrmion在较高电流密度下的湮灭限制了振荡器的回转频率，而通过修改纳米点边缘处的$K_u$值，我们能够保护skyrmion在较高电流密度下不被湮灭，这又增加了基于skyrmion的振荡器的回转频率。通过对纳米带中Skyrmion运动速度的线性拟合，我们还预测了纳米点中Skyrmion的旋转频率，直观地证明了我们想法的正确性。我们还改变了纳米盘的半径，以观察其对skyrmion的影响。
2019-05-09 cond-mat.mes-hall
Spin-Torque and Spin-Hall Nano-Oscillators
本文综述了自旋矩和自旋霍尔效应驱动纳米振荡器的研究现状。在简要介绍了基础物理之后，作者讨论了这些振荡器的不同实现，它们在频率范围，输出功率，相位噪声和调制速率方面的功能特性，以及它们相互同步的固有倾向。最后，这些振荡器在广泛的应用，从微波信号源和探测器的neuromorphic计算元素的潜力，讨论了与特定的电子电路，迄今为止已被设计为利用这种潜力。
2015-12-10 cond-mat.mes-hall
Efficient Synchronization of Dipolarly Coupled Vortex-Based Spin Transfer Nano-Oscillators
由于其非线性特性，自旋转移纳米振荡器可以很容易地使其频率适应外部刺激。这使得他们有趣的模型系统，研究同步的影响，并带来了一些机会，以改善其微波特性，鉴于其在信息和通信技术中的应用，并设计创新的计算架构。到目前为止，自旋转移纳米振荡器的相互同步通过传播自旋波和交换耦合在一个共同的磁性层已被证明。在这里，我们表明，偶极相互作用也是一个有效的机制，以同步相邻的振荡器。我们实验研究了一对基于涡旋的自旋转移纳米振荡器，在这种振荡器中，尽管振荡器之间存在显著的频率失配，但仍然可以实现相互同步。重要的是，耦合效率是由涡流的磁结构控制的，正如强调同步过程中的物理作用的分析模型以及微磁模拟所证实的那样。
2015-09-29 cond-mat.mes-hall
Bias-field-free spin Hall nano-oscillators with an out-of-plane precession mode
自旋霍尔纳米振荡器（SHNO）由于驱动电流小而具有高耐久性，是新型微波振荡器的有希望的候选者。然而，传统的SHNO与面内旋进（IPP）模式需要一个偏置场的稳定振荡，这是不赞成在某些应用，如神经形态计算。在这里，我们提出并理论分析了偏置场自由SHNO与一个面内难轴和一个面外旋进（EXPO）模式通过求解Landau-Lifshitz-Gilbert（LLG）方程的解析和数值。我们推导出驱动电流和进动频率的公式，并表明它们与数值模拟结果吻合得很好。我们表明，我们提出的SHNO可以驱动的偏置电流比传统的自旋扭矩纳米振荡器小得多。
2020-02-25 cond-mat.mes-hall
Spin transfer nano-oscillators
近年来，利用自旋转移纳米振荡器（STNOs）产生微波信号在纳米器件中的应用引起了人们极大的兴趣。它们的主要特点是频率可调谐性、纳米尺寸、宽工作温度以及易于与标准硅技术集成。在这篇专题文章中，我们概述了STNO在材料、几何设计和特性方面的最新发展和突破。我们更深入地关注我们在垂直各向异性STNO方面的最新进展，展示了一种将STNO的输出功率提高到μW范围的方法。还简要讨论了可能成为今后研究的富有成效的专题的科技和网络组织的挑战和前景。
2013-02-26 cond-mat.mes-hall
Spin Hall Nano-Oscillator Empirical Electrical Model for Optimal On-chip Detector Design
针对SHNO片上集成应用的电路设计需求，本研究基于单器件输出阻抗及2-10 GHz多偏置电流下输出功率的全面表征，提出SHNO经验电学模型，支撑片上探测器优化设计。
2024-04-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Artificial Neural Network (ANN) -- Oscillatory Neural Network (ONN) Hybrid System Using Domain-Wall Synapse Devices and Nano-Constriction Spin Hall Nano Oscillators
Indian Institute of Technology Bombay（印度理工学院孟买分校）；Centre for Semiconductor Technologies (SemiX), Indian Institute of Technology Bombay（印度理工学院半导体技术中心 (SemiX)）
本文提出了一种结合人工神经网络和振荡神经网络的混合系统，利用纳米收缩几何结构和磁域墙突触器件实现高效数据分类。
2026-02-22 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Synchronization of chiral vortex nano-oscillators
自旋电子振荡器在射频通信和神经形态计算中的潜在应用推动了其发展。在这项工作中，我们提出了一个自旋电子振荡器的基础上的手征耦合的磁性薄膜图案的各向异性。将面内磁化圆盘压印在面外磁化平板上，振荡器在圆盘中呈现出类似极涡的磁结构，并通过强的Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用稳定。通过微磁学模拟，我们调查其振荡特性下施加的自旋电流，并通过放置在附近的振荡器的合奏，我们证明了它们的同步与不同的共振频率。最后，我们展示了它们在神经形态计算中的潜在应用，使用具有六个振荡器的网络。
2021-06-04 cond-mat.mes-hall
Comment on "Matter-Wave Interferometry of a Levitated Thermal Nano-Oscillator Induced and Probed by a Spin"
在本文中，我们同意文献[1]中导出的公式. [1，2]但表明结果不是由于“介观谐振子的质心的空间分离态之间的干涉”。
2016-08-29 cond-mat.mes-hall quant-ph
Transition from one- to two-mode generation regime in spin-torque nano-oscillator mediated by thermal noise
研究了热噪声作用下自旋力矩纳米振荡器（STNO）的双模模型。从一般的非线性振子模型出发，导出了模振幅的朗之万方程。利用Fokker-Planck方程得到了描述平均模式产生功率的稳态概率分布函数。结果表明，热噪声可以导致STNO中双模的产生。热噪声功率的增加导致系统中的第二模式的激发，并且当两个模式仅在所施加的电流的一定范围内共存时，通过中间态导致双模产生机制。
2014-03-11 cond-mat.mes-hall
Quantum Inductance and High Frequency Oscillators in Graphene Nanoribbons
在这里，我们研究高频交流输运通过窄石墨烯纳米带与顶栅电位，形成一个本地化的量子点。我们表明，作为量子点（QD）内的电子的有限停留时间的结果，QD表现得像一个经典的电感器在足够高的频率ω \gtrsim 50 GHz。当考虑顶栅的几何电容和纳米晶体管的量子电容时，器件的导纳表现得像具有谐振频率ω \sim 100-900 GHz和大于10^{6}的Q因子的经典串联RLC电路。这些结果表明，石墨烯纳米带可以用作全电子超高频振荡器和滤波器，从而将高频电子学的范围扩展到新的领域。
2011-02-16 cond-mat.mes-hall
Theoretical study of spin-torque oscillator coupled with a nano-magnet by dipole-dipole interaction
针对自旋力矩振荡器（STO）作为硬盘读头传感器的应用，采用宏自旋模型，对STO与纳米磁体通过偶极-偶极相互作用耦合的动力学行为进行了数值研究.我们发现，电流，这是需要诱导的STO的自由层（FL）的振荡，强烈地依赖于FL和纳米磁体之间的距离，以及它们之间的磁化的相对取向。为了确定STO的动力学，必须考虑偶极耦合纳米磁体的动力学。我们表明，我们可以检测到的纳米磁铁，或记录位的磁化方向，通过调制的振荡频率的STO。
2013-01-28 cond-mat.mes-hall
Steady-state negative Wigner functions of nonlinear nanomechanical oscillators
我们提出了一种在非经典稳态下制备纳米机械振荡器的方案，其特征在于明显的负维格纳函数。在我们的光学机械方法中，机械振荡器耦合到光学腔的多个激光驱动谐振。通过非均匀静电场降低振荡器的谐振频率，我们显著地提高了其固有的几何非线性每声子。这使得运动边带分裂成单独的谱线为每个声子数和个别声子之间的跃迁福克状态可以选择性地解决。我们表明，这使得在一个单一的声子Fock状态的纳米机械振荡器的准备。例如，我们的方案可以用分散地耦合到现有技术回音壁模式微腔的倏逝场的碳纳米管来实现。
2012-02-24 cond-mat.mes-hall quant-ph
Vibrational coherence in electron spin resonance in nanoscale oscillators
我们研究了一种利用电子自旋共振的方法来探测被束缚在导电沟道附近的分子单电子能级的相干振动。平衡自旋电流和非平衡自旋和电荷电流的影响。非弹性边带反共振对应的振动模式出现在电子自旋共振谱。
2008-09-17 cond-mat.mes-hall
Dancing Synchronization in Coupled Spin-Torque Nano-Oscillators
我们报道了一种新型的同步，称为舞蹈同步，通过自旋波耦合的两个自旋力矩纳米振荡器（STNO）之间。与已知的两个STNO以各种固定的相对相位锁定的同步不同，在这种新的同步状态下，两个STNO具有相同的频率，但它们的相对相位在公共周期内周期性地变化，从而导致动态波动图案。振荡相对相位的幅度取决于两个STNO的耦合强度以及驱动电流。舞蹈同步是普遍存在的，并且可以存在于两个非线性Van der Pol振子之间的反应性和耗散性耦合。我们的发现为新的功能性STNO设备打开了大门。
2021-06-23 cond-mat.mes-hall
How much better are InGaN/GaN nanodisks than quantum wells - oscillator strength enhancement and changes in optical properties
我们显示出超过100倍的增强的激子振荡器的强度作为GAN纳米柱中的InGaN纳米盘的直径从几微米减小到小于40 nm，对应于量子点限制。增强的结果从显着的应变松弛在直径小于100 nm的纳米盘。同时，辐射衰减率仅提高了10倍，由于在小纳米盘的光子态的局域密度的强烈减少。辐射衰减率的进一步增加可以通过设计光子态的局部密度来实现，例如添加介电涂层。
2014-01-22 cond-mat.mes-hall
A quasi-linear spin-torque nano-oscillator via enhanced negative feedback of power fluctuations
我们报告了一种提高自旋力矩纳米振荡器（STNOs）性能的方法，该方法利用功率相关的负反馈来实现显着增强的动态阻尼。与频率随功率的足够慢的变化相结合，这可以导致准线性STNO，在偏置电流和场的范围内具有非常弱的功率和相位波动的非线性耦合。利用非均匀自旋扭矩的这种方法的实现表明，可以实现高度相干的室温STNO，同时保持显著的可调谐性。
2013-06-19 cond-mat.mes-hall
Electron energy spectrum and oscillator strengths of quantum transitions in double quantum ring nanostructure driven by electric field
在有效质量和矩形势近似下，研究了均匀电场对双圆柱量子环（GaAs/Al $_{x}$ Ga $_{1-x}$ As）带内量子跃迁的能谱、电子波函数和振子强度的影响.计算使用的方法扩展的准粒子波函数在一组完整的圆柱波函数作为薛定谔方程的精确解的电子在纳米结构中没有电场。结果表明，电场基本上影响电子在纳米结构的环中的定位。在此，带内量子跃迁的电子能量和振子强度非单调地依赖于电场的强度。
2018-12-20 cond-mat.mes-hall
Controllable excitation of quasi-linear and bullet modes in a spin-Hall nano-oscillator
我们的实验表明，准线性和非线性自局域子弹模式的磁化自振荡可以激发直流电流的纳米间隙自旋霍尔纳米振荡器，通过利用几何形状与扩展的间隙。准线性模式在低驱动电流下是稳定的，而子弹模式在较大电流下被额外激发，并且随着电流的增加而变得越来越占主导地位。时间分辨测量表明，子弹模式的形成相对于准线性模式延迟了100纳秒，这表明这些模式的形成机制是根本不同的。我们讨论了所观察到的行为与不稳定的非线性磁振子凝聚体的形成之间的关系。
2019-01-14 cond-mat.mes-hall
Elongated Skyrmion as Spin Torque Nano-Oscillator and Magnonic Waveguide
由于自旋力矩纳米振荡器在未来微波通信技术和神经形态计算中的潜在应用，近几十年来，它在理论和实验上得到了广泛的研究。在这项工作中，我们提出了一个基于skyrmion的自旋矩纳米振荡器驱动的空间均匀的直流电，其中skyrmion是由两个钉扎位点限制。不同于其他基于skyrmion的振荡器，产生的圆周运动或呼吸模式的skyrmion，稳态振荡运动产生的周期性变形的拉长skyrmion。通过微磁学模拟，我们发现振荡频率依赖于驱动电流、阻尼常数以及钉扎位置的特性。这种对直流电的非线性响应被证明是普遍的，并且也可以出现在反回旋子、回旋子和畴壁的情况下。此外，细长的skyrmion拥有矩形状的畴壁，它也可以作为一个磁振子波导。利用自旋波在该波导中的传播，我们提出了一种逻辑门的器件设计，并演示了其性能。
2023-01-11 cond-mat.mes-hall
Non-Adlerian synchronization of dipolar coupled vortex Spin-Torque Nano-Oscillators
本文用解析和数值方法研究了不同柱直径的偶极耦合涡旋型自旋力矩纳米振荡器（STNO）的同步动力学。我们确定的关键柱间距离同步发生作为其直径不匹配的函数。我们得到数值相图显示非同步和同步状态之间的过渡，并比较它的分析预测，我们使用Thiele方法。我们的研究表明，对于相对较小的直径差异的同步动力学可以定性地描述用阿德勒方程。然而，当直径差异显着增加时，系统变得强烈的非阿德勒。
2013-08-17 cond-mat.mes-hall
Ultra-fast spin Hall nano-oscillator based microwave spectral analysis
本文提出基于五个相互同步的SHNOs链实现超快微波频谱分析，相比单器件方案频率分辨率带宽提升一个数量级，并论证SHNOs在高频及大规模同步下的适用性。
2024-11-06 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Integer, fractional and side band injection locking of spintronic feedback nano-oscillator to microwave signal
在这篇文章中，我们演示了最近展示的自旋电子反馈纳米振荡器注入锁定微波磁场在整数倍以及分数倍的自振荡频率。反馈振荡器具有延迟作为新的自由度，这对于基于自旋转移力矩的振荡器是不存在的，这引起了与主峰一起的侧峰。我们表明，它也可以锁定振荡器的边带峰值，这开辟了一个新的途径，锁相振荡器与大的频率差。我们观察到，对于低驱动场，边带锁定提高了主峰的品质因数，而对于较高的驱动场，主峰被抑制。此外，在两个视场角的测量提供了一些洞察振荡轨道的对称性在确定分数锁定的作用。
2017-11-02 cond-mat.mes-hall
Detection of qubit-oscillator entanglement in nanoelectromechanical systems
过去几年的实验表明，有可能使纳米机械谐振器和超导量子比特接近量子体系，并以接近海森堡不确定性极限的精度测量它们的属性。因此，我们将在纳米机械系统中经常看到真正的量子效应，这只是一个时间问题。量子力学的标志之一是纠缠态的存在。我们提出了一个现实的情况下，使其有可能检测纠缠的机械谐振器和量子位在纳机电设置。检测方案仅涉及耦合到振荡器和量子位的原子点接触的标准电流和噪声测量。这种设置可以允许第一次观察固态连续和离散量子系统之间的纠缠。
2010-05-11 cond-mat.mes-hall
Near-field cavity optomechanics with nanomechanical oscillators
腔增强的辐射压力之间的光学和机械自由度的耦合允许量子限制的位置测量，并引起动态反作用，使放大和冷却的机械运动。在这里，我们展示了纯粹的色散耦合的高Q纳米机械振荡器的超高精细度光学微谐振器通过其倏逝场，扩展腔光学机械纳米机械振荡器。动态的反作用介导的光偶极力的观察，导致激光般的相干nanomechanical振荡仅仅是由于辐射压力。此外，实现了亚fm/Hz^（1/2）位移灵敏度，测量不精确度等于标准量子极限（SQL），这与纳米机械振荡器的零点波动一致。在SQL和纳米机械振荡器的辐射压力动态反作用的不精确性的实现可能不仅对检测机械系统中的量子现象有影响，而且对各种其他精密实验也有影响。由于近场耦合方法的灵活性，它可以很容易地扩展到一组不同的纳米机械振荡器，特别是提供了一条路线的实验辐射压力量子反作用在室温下占主导地位，使有质动力压缩或QND测量。
2009-09-07 cond-mat.mes-hall quant-ph
Chaotic dynamics in a macrospin spin-torque nano-oscillator with delayed feedback
对自旋力矩纳米振荡器中的延迟反馈进行了理论研究。被认为是一个macrospin几何形状，自我维持的振荡是可能的自旋转移转矩与自旋电流垂直流动的膜平面。通过调整自注入信号的延迟和放大，我们确定在这个系统中的动力学制度，如混沌，复杂的瞬态进动模式之间的切换，和振荡器死亡。这种延迟反馈方案为这种振荡器开辟了一个新的探索领域，其中复杂的瞬态可能在信息处理中找到重要的应用。
2019-03-11 cond-mat.mes-hall nlin.CD
Quantum transport in a resonant tunnel junction coupled to a nanomechanical oscillator
我们讨论了在零温度下，电子通过共振隧道结耦合到纳米机械振荡器的量子输运。利用格林函数方法计算了电子通过强耦合单振子的单点输运性质。我们考虑一个有限的化学电势差之间的右和左的领导。除了点上电子的主共振峰外，我们还发现了由于声子的产生而产生的卫星峰。随着电子和振子之间耦合强度的增加，这些卫星峰变得更加尖锐和显著。我们还考虑了从电子转移到振子的能量。
2008-06-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Antiferromagnetic nano-oscillator in external magnetic fields
我们描述了反铁磁纳米振荡器在任意时间分布的外部磁场中的动力学。该振荡器由源自相邻重金属层中的自旋-轨道效应的自旋电流供电，并且能够在存在额外的易平面各向异性的情况下发射THz信号。我们推导出一个解析公式，描述了这样的系统和外场之间的相互作用，它可以影响输出信号的特性。讨论了与不同形状的磁脉冲、正弦磁场和快速变化的磁场序列的相互作用。我们还进行了数值模拟的基础上的Landau-Lifshitz-Gilbert方程与自旋转移力矩的影响，以验证所得到的结果，并找到一个很好的定量分析和数值预测之间的协议。
2017-11-23 cond-mat.mes-hall
Ultimate quantum bounds on mass measurements with a nano-mechanical oscillator
纳米机械谐振器具有很大的潜力，作为传感器的非常小的吸附质量，下降到原子水平和超越。在这里，我建立的基本下限的质量，可以测量与纳米机械振荡器在一个给定的量子状态的基础上的量子克拉美-拉奥界，仅限于量子力学的法律，并确定量子态，这将允许最大的灵敏度为给定的最大能量。
2012-07-20 cond-mat.mes-hall quant-ph
An Intrinsic Spin Orbit Torque Nano-Oscillator
自旋矩和自旋霍尔效应纳米振荡器在纳米尺度上产生高强度自旋波自动振荡，从而使新的微波应用在自旋电子学、磁振子学和神经形态计算中成为可能。对于它们的操作，这些设备需要外部生成的自旋电流，或者来自附加的铁磁层，或者来自具有高自旋霍尔角的材料。在这里，我们展示了高度相干场和电流可调微波信号从nanoconstrictions在单一的15和20纳米厚的坡莫合金层。使用自旋扭矩铁磁共振测量，扫描微布里渊光散射显微镜，和微磁模拟的组合，我们确定的自振荡作为从本地化的边缘模式的nanoconstriction驱动的自旋轨道扭矩。我们的研究结果铺平了道路，大大简化了自动振荡纳米磁系统的设计，只需要一个单一的铁磁层。
2018-08-28 cond-mat.mes-hall
Response to noise of a spin transfer vortex based nano-oscillator
我们从实验和分析两个方面研究了热噪声对自旋转移纳米振荡器中涡旋磁化的持续回旋模式的影响及其对线宽展宽的影响。进行一些时域测量，我们能够分别提取的相位噪声和幅度噪声在室温下的直流电流和垂直场的几个值。对于实验的理论描述，我们扩展的一般模型的非线性自振子的涡核动力学的情况下，并提供了一些解析表达式的响应噪声的系统之间的耦合系数的相位和振幅的涡核动力学由于非线性。通过对实验结果的分析，指出了振幅-相位噪声转换对线宽展宽的重要作用，并提出了一些改善涡旋型自旋转移纳米振荡器光谱相干性的方法.
2013-11-25 cond-mat.mes-hall
Dynamical mode coupling and coherence in spin Hall nano-oscillator with perpendicular magnetic anisotropy
实验研究了具有垂直磁各向异性的Pt/[Co/Ni]多层膜自旋霍尔纳米振荡器中自旋电流激发的动力学模。通过改变外加磁场和电流，可以实现和控制自旋波的传播和局域孤子振荡模式。在室温下，在接近不同模式之间转变的电流和模式共存状态下观察到与模式跳变相关的产生线宽加宽。在低温下，模式跳跃被抑制，证实了模式之间的耦合是由热磁振子介导的。我们还证明了在不施加外部磁场的情况下，可以实现线宽为5 MHz的相干单模振荡。我们的研究结果提供了深入的机制控制的动力学相干纳米磁性振荡器，并指导优化其应用在自旋波为基础的电子学。
2019-03-03 cond-mat.mes-hall
A skyrmion-based spin-torque nano-oscillator
提出了一种基于磁skyrmion自持振荡的自旋矩纳米振荡器模型。该系统涉及圆形纳米柱几何形状，其包括具有强Dzyaloshinkii-Moriya相互作用的无磁膜磁性层和具有涡旋状自旋配置的偏振器层。它示出，由于电流垂直于膜平面的自旋转移扭矩导致skyrmion回转，所产生的几何限制之间的竞争，由于边界边缘和涡旋状极化的自旋扭矩。这种振荡的现象学的开发和定量分析使用微磁学模拟。它还表明，弱无序由于随机各向异性变化不影响的主要特征的稳态回转。
2016-01-30 cond-mat.mes-hall
Optimizing magneto-dipolar interactions for synchronizing vortex based spin-torque nano-oscillators
本文对两个基于涡旋的自旋矩纳米振荡器之间的磁偶极耦合和同步进行了理论研究。在这项工作中，我们研究的耦合效率的依赖关系的相对磁化参数的系统中的涡旋。为此，我们结合微磁模拟，蒂勒方程的方法，和分析宏观偶极子近似模型，以确定最佳的配置，实现相邻振荡器之间的锁相。值得注意的是，我们比较了平行（P）极性和相反（AP）极性的涡旋配置。我们表明，AP核心配置表现出的耦合强度约三倍大于P核心配置。
2015-06-05 cond-mat.mes-hall
Quantum Friction in Nanomechanical Oscillators at Millikelvin Temperatures
我们报告的兆赫兹范围内，暂停，单晶纳米机械振荡器的耗散的低温测量。在毫开尔文温度下，耗散（逆品质因数）和共振频率的偏移显示可再现的功能，类似于在无序玻璃中的声音衰减实验中观察到的那些，并且与由单晶硅制造的较大微机械振荡器中的测量结果一致。我们的单晶纳米机械结构中的耗散主要由内部量子摩擦决定，这是由于估计大约有50个两级系统，它们代表了表面上的悬挂键和体缺陷。
2006-03-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Entangling Pairs of Nano-Cantilevers, Cooper-Pair Boxes and Mesoscopic Teleportation
我们提出了两个方案，通过第三个介观量子系统建立两个介观量子系统之间的纠缠。第一种方案通过一个库珀对盒将两个纳米机械振子纠缠在一个非高斯纠缠态中。纳米机械振荡器的纠缠检测等价于介观环境中的隐形传态实验。第二种方案可以使两个库珀对盒量子比特通过一个处于热态的纳米机械振荡器纠缠在一起，而不需要在存在任意强退相干的情况下进行测量。
2005-10-25 cond-mat.mes-hall
Effects of the Zhang-Li Torque on Spin Torque nano Oscillators
自旋力矩纳米振荡器（STNO）是基于磁共振的微波自动振荡器，其具有与振荡幅度的非线性响应，这为它们提供了包括相互同步的可能性的大的频率可调谐性。STNO中的磁化动力学由来自自旋电流的自旋转移矩（STT）引起，并且可以通过由于巨磁阻或隧穿磁阻引起的电阻变化来检测。STT效应通常被视为一个类似阻尼的项，它减少了磁耗散，促进了磁模式的激发。然而，一个额外的术语，被称为张-李项有磁化梯度，如畴壁的影响，并可能有局部磁模式在STNO的影响。在这里，我们研究了张李扭矩的影响，在STNO与纳米接触几何形状产生的磁激励。通过微磁学模拟，我们发现张李力矩改变了磁模的阈值电流和有效尺寸。此外，我们表明，可以通过改变纳米接触尺寸和层厚度之间的比率来控制效果。
2020-05-27 cond-mat.mes-hall
Coherent Signal Amplification in Bistable Nanomechanical Oscillators by Stochastic Resonance
随机共振是一个反直觉的概念[1，2];将噪声添加到噪声系统中会导致其响应的相干放大。随机共振最初被认为是冰河时代周期性重现的一种机制，现已在各种宏观物理系统中发现双稳态激光器[3]，SQUID [4，5]，磁弹性带[6]和神经生理系统，如蟋蟀[7]和小龙虾[8]中的受体。虽然随机共振作为相干信号放大的一种机制非常重要，但在纳米尺度系统中还没有观察到随机共振。在这里，我们报告的随机共振的观察，在可控制的高速纳米机械存储单元的实现中可以发挥重要作用的纳米机械硅振荡器。我们的纳米机械系统被激发成动态的双稳态状态，并被调制以诱导可控的开关;白噪声的加入显示出信号强度的显着放大。纳米机械系统中的随机共振为探索宏观量子相干性和隧穿以及控制纳米级量子系统以最终用作鲁棒量子逻辑器件铺平了道路。
2006-03-06 cond-mat.mes-hall
Influence of flicker noise and nonlinearity on the frequency spectrum of spin torque nano-oscillators
任何类型的振荡器中相位波动的相关性从根本上定义了它的频谱形状。然而，在非线性振荡器中，例如自旋扭矩纳米振荡器，频谱可能变得特别复杂。当不仅考虑热噪声过程而且考虑彩色$1/f$闪烁噪声过程时，这一点尤其正确，彩色闪烁噪声过程对振荡器的长期稳定性至关重要。在这项研究中，我们解决的频谱的自旋力矩振荡器在大振幅稳定振荡的制度，以及理论。我们特别考虑了热噪声和闪烁噪声。我们进行了一系列的测量的相位噪声和频谱的自旋扭矩涡旋振荡器，显着地改变测量时间的持续时间。此外，我们开发了基于Thiele方程的模拟中的热噪声和闪烁噪声的建模。在非线性自振子理论的框架下，我们还推导出了完整的相位方差，并推导出了实际的频谱。我们调查其依赖于测量时间的持续时间，并与实验结果进行比较。长期稳定性在自旋力矩振荡器的最近几个应用发展中是重要的。这项研究为如何更好地解决这一问题提供了一些见解。
2020-01-29 cond-mat.mes-hall
Enhanced synchronization in an array of spin torque nano oscillators in the presence of oscillating external magnetic field
我们证明，在公共外部微波磁场的存在下，由Landau-Lifshitz-Gilbert-Slonczewski（LLGS）方程建模的电耦合自旋扭矩纳米振荡器（STNO）阵列的同步可以明显增强。所施加的微波磁场稳定并增强了我们分析的参数空间中的同步区域，其中振荡器表现出同步振荡，从而发射出改善的微波功率。为了表征同步振荡，我们计算了锁定范围的域中的外部源频率。
2014-12-23 cond-mat.mes-hall nlin.CD
