Optical Nanoscopy of High-Tc Cuprate Nano-Constriction Devices Patterned by Helium Ion Beams
聚焦到亚纳米尺度的氦离子束（HIB）已经成为高分辨率成像以及纳米尺度光刻、离子铣削或沉积的强大工具。量化辐照效应对于可靠的器件制造是必不可少的，但大多数深度分布信息是由计算机模拟而不是实验提供的。在这里，我们使用原子力显微镜（AFM）结合扫描近场光学显微镜（SNOM）提供三维（3D）的介电特性的高温超导体设备制造的HIB。通过对红外介电响应成像，我们发现由标称0.5 nm HIB引起的非晶化延伸遍及铜氧化物膜的整个26.5 nm厚度，并且横向延伸约500 nm。这种意外广泛的结构和电子损坏可归因于内部设备界面大幅改变的氦气深度分布。我们的研究介绍了AFM-SNOM作为一种定量的纳米级断层扫描技术，用于各种各样的设备中的辐射损伤的非侵入性3D表征。
2017-03-06 cond-mat.mes-hall
Mapping out the spin-wave modes of constriction-based spin Hall nano-oscillators in weak in-plane fields
我们实验研究了NiFe/ $β-$ W压缩型自旋霍尔纳米振荡器在40-80 mT的低场范围内自振荡自旋波模随偏置电流、面内外加场强和方位场角的变化。我们观察到两种不同的自旋波模式：i）一个线性的模式局限于最小值的内场附近的边缘的纳米收缩，与弱的频率依赖于偏置电流和所施加的场角，和ii）第二，较低的频率模式，具有显着较高的阈值电流和更强的频率依赖于偏置电流和外场角。我们的微磁模型定性地再现了实验数据，并揭示了第二种模式是一个自旋波子弹和SHNO模式之间的两种模式跳跃，导致线宽大幅增加。与线性模式相反，子弹定位在收缩的中间，并随着偏置电流的增加而收缩。利用零场角下的本征倍频，我们可以在低至40 mT的磁场中达到9 GHz以上的频率，这对于低场自旋电子振荡器在微波信号产生和神经形态计算中的应用的发展是重要的。
2018-06-09 cond-mat.mes-hall
Robust quantum point contact operation of narrow graphene constrictions patterned by AFM cleavage lithography
检测石墨烯纳米结构中的电导量子化比预期更具挑战性。到目前为止，通过石墨烯纳米收缩观察到的良好定义的电导平台仅在最高质量的悬浮或h-BN封装的器件中可获得。然而，在零磁场中达到低电导量子，即使使用这样的超高迁移率器件也是一项微妙的任务。在这里，我们展示了一种简单的基于AFM的纳米图案化技术，用于定义具有高精度（低至10 nm宽度）和降低的边缘粗糙度（+/- 1 nm）的石墨烯收缩。图案化过程是基于由AFM针尖沿其高对称性结晶方向对石墨烯的面内机械裂解。如所定义的，具有改进的边缘质量的窄石墨烯收缩实现了前所未有的稳健QPC操作，允许甚至在标准$SiO_2/Si$衬底上观察电导量子化，直到低电导量子。在$ne^2/h$处观察到电导平台，在不存在外部磁场的情况下由$2e^2/h$均匀间隔（对应于n = 3、5、7、9、11），而在8 T磁场中由$e^2/h$（n = 1、2、3、4、5、6）间隔。
2020-10-08 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
Coulomb oscillations in three-layer graphene nanostructures
我们提出了一个可调的三层石墨烯单电子晶体管（SET）的传输测量。该器件由蚀刻的三层石墨烯薄片组成，具有将岛与源极和漏极接触分开的两个狭窄收缩。三个横向石墨烯栅极用于静电调谐装置。一个单独的三层石墨烯收缩已分别研究显示附近的电荷中性点的传输间隙。石墨烯隧穿势垒显示出强烈的非单调耦合作为门电压的函数，表明在收缩中存在局域态。我们展示了库仑振荡和库仑金刚石测量，证明了石墨烯SET的功能。提取$\approx 0.6$ meV的充电能量。
2008-06-09 cond-mat.mes-hall
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
Imaging Localized States in Graphene Nanostructures
具有空间分辨率的探测技术有可能导致更好地理解微观物理过程和操纵纳米结构的新途径。我们提出了一个石墨烯量子点，它是耦合到源极和漏极通过两个收缩的扫描门图像。我们的图像和定位的量子点在库仑阻塞制度的电导共振，以及在实空间中的压缩局域态的共振。
2010-05-12 cond-mat.mes-hall
Extracting the current-phase-relation of a monolithic three-dimensional nano-constriction using a DC-current-tunable superconducting microwave cavity
本文提出一种单片集成3D纳米收缩结构的直流可调铌微波谐振腔，通过表征偏置电流对谐振特性的影响重构其电流-相位关系，并分析Kerr非线性，为微波电路中非线性元件的全面表征提供新方法。
2024-02-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Mutual synchronization of constriction-based spin Hall nano-oscillators in weak in-plane fields
研究了弱面内场（$μ_0H_\mathrm{IP}$ = 30-40 mT）作用下基于双纳米压缩的自旋霍尔纳米振荡器（SHNO）的相互同步及其角度依赖性.我们比较SHNO与不同的纳米收缩间距为300和900 nm。在所有器件中，相互同步发生在某一临界角以下，该临界角对于300 nm间距比对于900 nm间距更高，反映了在较短距离处的较强耦合。除了同步，我们观察到一个强大的第二谐波一致的预测，同步可能介导的第二谐波自旋波的传播。然而，尽管布里渊光散射显微镜证实了同步，但它未能检测到任何相关的二次谐波增加。相反，微磁模拟将角相关同步解释为主要归因于相邻SHNO之间的磁偶极耦合。
2018-12-15 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Analytical modelling for the frequency behavior of two distinct modes in nano-constriction spin Hall nano-oscillator
本文提出一种考虑奥斯特场的解析模型，用于描述面内磁场下单个纳米约束型自旋霍尔纳米振荡器（NC-SHNO）的频率行为，将其按直流电流值划分为“类线性”和“子弹”两种模式，并通过180nm器件的实验数据验证了模型的有效性。
2025-02-03 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Voltage control of frequency, effective damping and threshold current in nano-constriction-based spin Hall nano-oscillators
通过微磁模拟研究 VCMA 与栅极宽度对 W/CoFeB/MgO 纳米收缩 SHNO 的调控，发现宽度匹配时有效阻尼可提升一个数量级，从而实现宽频高效电压控制。
2022-10-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.other physics.app-ph
Two-dimensional mutual synchronization in spin Hall nano-oscillator arrays
自旋霍尔纳米振荡器（SHNO）利用纯自旋电流驱动磁性薄膜和纳米结构的局部区域进入自振荡进动。如果这些区域彼此靠近，它们可以相互作用，有时相互同步，成对或短线性链。在这里，我们展示了强大的相互同步的二维SHNO阵列范围从2 × 2到8 × 8纳米收缩，观察到的电气和使用微布里渊光散射显微镜。信号品质因数$Q=f/Δf$随着相互同步的纳米收缩（$N$）的数量线性增加，在最大的阵列中达到170，000。虽然微波峰值功率首先随着$N^2$而增加，但它最终趋于平稳，表明纳米收缩之间的非零相对相移。我们的演示将使SHNO阵列在二维振荡器网络中的使用，用于高质量的微波信号生成和神经形态计算。
2018-12-23 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Electrical switching and interferometry of massive Dirac particles in topological insulators constrictions
我们研究了四端器件中拓扑绝缘体纳米收缩中电荷和自旋输运的电开关。边缘沟道的切换是由在收缩中重叠的边缘状态之间的耦合和由接触处的隧穿效应引起的，因此可以通过调谐分裂栅上的施加电压或通过几何蚀刻来操纵。开关机制可以方便地通过电子干涉测量法进行研究，包括测量不同配置的侧栅中的电流，而外部引线施加的偏压可以被调谐以获得纯电荷或纯自旋电流（电荷和自旋偏置配置）。量子限制效应、量子尺寸效应和能隙的相关特征在器件的法布里-珀罗物理中是明显的，从而允许电荷和自旋电流的完全表征。提出的电开关行为提供了一个有效的工具，以可控的方式操纵拓扑边缘状态传输。
2013-08-09 cond-mat.mes-hall
Phase noise analysis of mutually synchronized spin Hall nano-oscillators
本文研究了纳米缩颈自旋霍尔纳米振荡器相互同步链的相位噪声，发现长链在低频下噪声降低，但在高频下因工艺变异等因素噪声增加。
2023-03-31 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Robust mutual synchronization in long spin Hall nano-oscillator chains
本文研究了长自旋霍尔纳米振荡器链的互同步，制备了多达50个串联纳米收缩的振荡器链，实现了多达21个纳米收缩的鲁棒完全互同步，显著提升了信号质量和峰值功率，适用于片上GHz应用和神经形态计算。
2023-01-10 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Self-breaking in planar few-atom Au constrictions for nm-spaced electrodes
我们目前的结果电迁移金纳米结附近的电导量子$77.5 μ$ S断裂。在室温下，我们发现，电线，最初缩小了一个主动控制的电迁移技术下降到几个电导量子，继续缩小后，删除所施加的电压。当移动的金原子不断地重新配置收缩部分时，分离的电极形成了。我们发现，从超过300个样品的结果，没有证据表明金团簇形成在没有施加电压的情况下，结打破，这意味着金团簇可以避免使用这种自断裂技术。
2007-02-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Maxwell-Hall access resistance in graphene nanopores
由于从本体到收缩部（例如纳米孔）的会聚而产生的阻力是运输现象的主要部分。在经典的电传导中，麦克斯韦和后来的霍尔对于离子传导，预测这种进入或收敛电阻与体积尺寸无关，并且与孔半径$a$成反比，对于完美的圆形孔。然而，更一般地，这种阻力是上下文的，它取决于官能团/电荷和波动的存在，以及（有效）收缩几何形状/尺寸。解决上下文一般需要全原子模拟，但这需要巨大的资源，由于代数衰减收敛的性质。我们开发了一个有限尺寸标度分析，让人想起的治疗的关键现象，这使得在这样的模拟中的收敛阻力。该分析表明，模拟单元存在“黄金纵横比”，其产生具有有限系统的无限系统结果。我们采用这种方法来解决石墨烯纳米孔电阻的半径依赖性的实验和理论差异。
2018-02-14 cond-mat.mes-hall
Spin wave-driven variable-phase mutual synchronization in spin Hall nano-oscillators
本文实验结合微磁模拟，证明两个纳米收缩型 SHNO 可通过传播自旋波实现相位由驱动电流或磁场在 0 到 π 间调控的互同步。
2024-02-01 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Frequency Stability of Spin-Hall Nano-Oscillators with Realistic Grain Structure
纳米收缩自旋霍尔纳米振荡器（NC-SHNOs）是微波自旋电子学器件中最有前途的替代器件之一。它们可以提供高度相干和广泛可调谐的微波信号，并且可以在低温下制造，这使得它们与后端CMOS工艺兼容。对于其应用，每个器件的频率稳定性是至关重要的，特别是对于振荡器阵列的同步。在这项工作中，我们专注于一个现实的晶粒结构上的SHNO频率稳定性的影响，使用测量以及微磁模拟。铁磁金属薄膜中的晶粒可以影响SHNO的输出特性，因为在晶界处的交换耦合被局部地降低。这项工作提供了一种新的微磁模拟方法，从设备到设备的频率不稳定性或变化的系统调查。在实验上，发现了~270 MHz的器件到器件频率变化，并且在一些极端情况下，在高电流操作范围内观察到双模振荡。在模拟中再现了这种振荡行为，其中包含晶粒导致约100 MHz的频率变化和某些特定配置的双模振荡。双模与位于纳米收缩边缘的两个振荡区域的部分解耦或非相干操作一致。
2020-12-14 cond-mat.mes-hall
Statistical analysis of the transmission based on the DMPK equation: An application to Pb nano-contacts
最近，在机械可控的断开结实验中，已经估计了Pb纳米接触的传输本征值的密度。出于这些实验分析的动机，在这里，我们研究的传输本征值的密度与无序的强度和通道的数量支持的弹道收缩的量子点接触的Dorokhov-Mello-Pereyra-Kumar方程的框架中的演化。我们发现，传输密度迅速演变成在扩散金属制度的收缩通道数$N_c$的密度。因此，几个$N_c$通道的透射密度分布接近于金属极限中的已知双峰密度分布。这与Pb纳米接触的实验结果一致。对于两个分析的情况下，我们表明，实验密度被认为是很好地描述了相应的理论结果。
2008-04-20 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Magnetic structure of domain walls confined in a nano-oxide layer
近年来，一种由非氧化层（NOL）构成的电流限制路径结构的自旋阀被开发出来。我们分析了夹在铁磁电极之间的纳米氧化物层中的电流限制通道的磁结构，阐明了电流限制通道的形状和尺寸对磁结构的依赖性，刚度能量密度和热稳定性的结果表明，为了提高磁电阻率，我们应该制备具有窄电流限制通道、大纵横比和强收缩的CPP自旋阀。
2009-01-09 cond-mat.mes-hall
On the origin of the controversial electrostatic field effect in superconductors
在半导体电子学中，场效应是指控制纳米器件中的导电性，这支撑了场效应晶体管，这是当今半导体技术的基石之一。这种效应是通过电场深入到弱杂质半导体中实现的，弱杂质半导体的电荷密度不足以屏蔽电场。相反，金属和超导体中的电荷密度非常大，以至于电场从表面呈指数衰减，只能穿透很短的距离进入材料。因此，场效应不应该存在于这样的材料中。尽管如此，最近的出版物报道了超导体和接近正常金属纳米器件的场效应的观察。在门控纳米尺度超导收缩中发现了这种效应，它是在强电场的作用下对临界电流的抑制，并解释为在超导膜内部传播的电场诱导扰动。在这里，我们表明，我们的，和以前报道的观察，由过热的收缩，没有诉诸新的物理。过热的起因是栅极和收缩部之间的漏电流，该漏电流完全遵循来自金属电极的电子场发射的福勒-诺德海姆模型。
2020-09-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Performance limits of graphene-ribbon-based field effect transistors
利用原子模型研究了基于单石墨烯带的场效应晶体管的性能。它示出了这种方案，与传统的基于碳纳米管的晶体管不同，降低了与金属电极的化学键合的细节的重要性，有利于碳基器件的一部分。在这里研究了各种收缩和金属带接触模型的最终性能极限。特别是，我们表明，即使是接触不良的金属，适当泰勒收缩可以给有前途的值的导通电导和亚阈值摆动。
2007-07-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
A Spin Hall Ising Machine
伊辛机（Ising Machines，IM）是一种物理系统，通过其二进制自旋的耦合强度来找到映射到IM上的组合优化（CO）问题的解决方案。使用内在动力学和不同的退火方案，IM随着时间的推移松弛到其最低能量状态，这是CO问题的解决方案。IM已经在量子、光学和电子硬件中实现。一种有前途的方法使用相互作用的非线性振荡器，其相位已经通过注入锁定在其固有频率的两倍处被二进制化。在这里，我们展示了这样的振荡器IM使用纳米收缩自旋霍尔纳米振荡器（SHNO）阵列。我们展示了如何SHNO阵列可以很容易地相位二进制化，以及由此产生的微波功率对应于定义良好的全球相位状态。为了区分简并态，我们使用相位分辨布里渊光散射（BLS）显微镜直接观察每个纳米收缩的各个相位。
2020-06-03 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Superconductor-Nanowire Devices from Tunneling to the Multichannel Regime: Zero-Bias Oscillations and Magnetoconductance Crossover
我们提出了在超导纳米线器件与门控收缩形成量子点接触的运输测量。隧穿光谱中的零偏特性出现在有限的磁场中，并且作为磁场和栅极电压的函数在幅度上振荡并从零偏分离。观察到的交叉的磁导：磁场以上~ 0.5 T增强电导低电导（隧道）制度，但抑制电导高电导（多通道）制度。我们认为这些结果的背景下，马约拉纳零模式以及替代品，包括近藤效应和类似物的0.7结构的无序纳米线。
2013-03-11 cond-mat.mes-hall
Ultra-large mutually synchronized networks of 10 nm spin Hall nano-oscillators
本研究利用 W-Ta/CoFeB/MgO 三层膜中的超窄纳米收缩，将互同步 SHNO 网络规模提升至 105,000 个，创下微波功率与品质因数新纪录，并阐明了频率可调性的阵列尺寸依赖机制。
2025-01-30 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Josephson Junctions defined by a Nano-Plough
我们用扫描探针显微镜犁削沉积的铝膜来定义超导收缩。显微镜尖端通过电子束沉积进行修改，以形成具有金刚石般硬度的纳米犁，从而可以定义高度透明的约瑟夫森结。此外，制作了一个直流SQUID来验证结的适当功能。该器件易于集成在介观器件中作为局部辐射源，并可用作可调谐片上毫米波源。
1998-05-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Direct observation of propagating spin waves in a spin-Hall nano-oscillator
University of Cambridge（剑桥大学）；University of Gothenburg（哥德堡大学）；Max-Planck-Institut für Festkörperforschung（马克斯·普朗克固体研究所）；Indian Institute of Technology Bhubaneswar（布巴内斯瓦尔印度理工学院）；Tohoku University（东北大学）；Max-Planck-Institut für Intelligente Systeme（马克斯·普朗克智能系统研究所）；Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie（柏林亥姆霍兹材料与能源中心）
本研究通过时间分辨扫描透射X射线显微镜直接观测了spin-Hall纳米振荡器中自旋波的传播，揭示了磁化动态的各向异性及晶粒边界与DMI的作用，同时指出CoFeB/MgO界面可能更易受X射线影响。
2026-02-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Reconstruction-Induced $φ_0$ Josephson Effect in Quantum Spin Hall Constrictions
该研究理论分析了二维拓扑绝缘体边缘耦合重构拓扑通道构成的约瑟夫森结，发现无需外磁场的稳定$φ_0$约瑟夫森效应，揭示反常电流随温度升高的特性并基于费米黄金定理解释其温度依赖。
2023-05-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Nanoscale magnetic field sensing with spin-Hall nano-oscillator devices
在这项工作中，我们开发了一种基于自旋霍尔纳米振荡器（SHNO）器件的纳米级磁场传感器。我们制作基于收缩的SHNO设备使用Ni $_{81}$ Fe $_{19}$ /Au $_{0.25}$ Pt $_{0.75}$双层膜，并使用它们来展示在样品平面中的400 Oe的偏置场下的千赫兹尺度频率的准直流传感。磁场感测基于SHNO振荡频率对外部磁场的线性依赖性。传感器的检测率低至0.21 $μ$ T/ $\sqrt{\mbox{Hz}}$在100 Hz，与0.32 $μ$ m $^2$的有效传感区域，使SHNO设备适合于扫描探针纳米级磁力测定。
2023-03-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Damping's effect on the magnetodynamics of spin Hall nano-oscillators
研究了自旋波阻尼（$α$）对基于纳米收缩的自旋霍尔纳米振荡器（SHNO）自振荡特性的影响. SHNO基于与5 nm Py $_{100-x-y}$ Pt $_{x}$ Ag $_{y}$磁性层接合的5 nm Pt层，其中Pt和Ag含量共同变化以保持饱和磁化强度恒定（在10%内），而$α$变化接近三倍。我们系统地研究了吉尔伯特阻尼对这些SHNO的磁动力学的影响，通过电微波测量。在恒定磁场条件下，阈值电流与磁层阻尼成正比。阈值电流随场的变化呈现抛物线状，这是自激振荡模式空间分布演化的结果。在低磁场中，高阻尼材料的信号线宽较小，尽管对于具有最小阻尼的合金测量到最低观测线宽。
2018-02-15 cond-mat.mes-hall
Controlling Spin-Waves by Inhomogeneous Spin-Transfer Torques
Eindhoven University of Technology（埃因霍温理工大学）；University of Antwerp（安特卫普大学）；Utrecht University（乌得勒支大学）；Universidade Federal de Pernambuco（伯南布哥联邦大学）
通过工程非均匀自旋转移扭矩实现自旋波相位调制，为磁音干涉计和凝聚态系统中的类引力实验提供新平台。
2025-12-18 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Spin-Hall nanooscillator based on an antiferromagnetic domain wall
提出一种基于易轴反铁磁体畴壁的高频自旋霍尔纳米振荡器，利用自旋电流激发 Néel 矢量锥形进动，实现可调至 THz 且阈值电流趋零的稳健交流输出。
2021-12-07 cond-mat.mes-hall
Scanning gate microscopy mapping of edge current and branched electron flow in a transition metal dichalcogenide nanoribbon and quantum point contact
我们研究了扫描门显微镜（SGM）电导映射的$\mathrm{MoS}_2$锯齿形带利用紧束缚和连续模型。我们表明，即使一个原始的nanoriginal的边缘模式是强大的背散射的潜在的尖端诱导，电导映射揭示存在的边缘模式和量化的自旋和谷电流携带模式。通过检查从分裂栅量子点接触（QPC）的电子流，我们发现，映射的电流流动允许确定量子点接触中的量子化的性质，因为自旋轨道耦合强度影响电流退出收缩的分支的数量。在电导映射中发现的径向电导振荡条纹揭示了对应于自旋和谷相反模式的载流子的两种可能的波矢量的存在。最后，我们表明，无序诱导谷混合导致的径向条纹的跳动模式。
2020-05-15 cond-mat.mes-hall
Terahertz Slonczewski propagating spin waves and large output voltage in antiferromagnetic spin-Hall nano-oscillators
本文理论研究了单轴反铁磁自旋霍尔纳米振荡器，发现其可在太赫兹频率产生径向传播的 Slonczewski 自旋波，并预测了最小阈值电流及比双轴反铁磁体大三个数量级的交流输出电压，为器件优化和远程太赫兹信号生成提供了依据。
2023-08-11 cond-mat.mes-hall
Energy-efficient W$_{\text{100-x}}$Ta$_{\text{x}}$/CoFeB/MgO spin Hall nano-oscillators
我们研究了一种W-Ta合金化的方法来降低基于纳米收缩的自旋霍尔纳米振荡器的自振荡电流密度和功耗。利用自旋矩铁磁共振（ST-FMR）测量了t = 1.4、1.8和2.0 nm的W $_{\text{100-x}}$ Ta $_{\text{x}}$（5 nm）/CoFeB（t）/MgO堆叠的微棒，我们测量了自旋轨道矩效率和自旋霍尔电导率的实质性改善。我们证明了阈值自振荡电流密度降低34%，这转化为64%的功耗降低相比，纯W基SHNO。我们的工作展示了W-Ta合金化对于新兴自旋电子器件的节能操作的有前途的方面。
2021-11-16 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
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
Optothermal control of spin Hall nano-oscillators
我们研究了局部激光加热对蓝宝石衬底上NiFe/Pt双层膜制备的170 nm宽的纳米收缩自旋霍尔纳米振荡器（SHNO）自振荡特性的影响。将532 nm连续波激光聚焦至约500 nm的光斑尺寸，功率范围为0至12 mW。通过与电阻加热的比较，我们估计局部温升约为8 K/mW。我们展示了阈值电流，频率和峰值功率的可逆激光调谐，并发现SHNO频率可以调谐高达350 MHz，这是三倍以上的电流调谐。增加温度也会导致信号抖动增加、阈值电流增加以及自动振荡的最大电流减小。我们的研究结果打开了在较大的SHNO网络中的单个SHNO的光控制，而不需要额外的电压门。
2022-01-28 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Fabrication of voltage gated spin Hall nano-oscillators
我们展示了一种优化的电场（电压门）控制的纳米收缩自旋霍尔纳米振荡器（SHNO）的制造工艺，实现了特征尺寸<30 nm，易于处理的ma-N 2401电子束光刻负性抗蚀剂。对于纳米级电压门，我们利用两步倾斜离子束蚀刻方法和通孔封装，使用30 nm<sub>HfOx</sub>。与无倾斜相比，优化的倾斜蚀刻工艺减少了75%的侧壁。此外，<sub>HfOx封装</sub>避免了任何侧壁分流并改善了栅极击穿。我们的实验结果表明，W/CoFeB/MgO/<sub>SiO2</sub>SHNO的显着的频率调谐（6 MHz/V），即使在中等的垂直磁各向异性。直径为45 nm的圆形图案，实现了80%的人口的纵横比优于0.85。优化的制造工艺允许将大量的单个门与SHNO阵列接口，用于非常规计算和密集的自旋电子神经网络。
2021-11-12 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Robust stabilization of high-frequency magnetic droplets in W-CoFeB-MgO nanoconstriction spin Hall nano-oscillators
Indian Institute of Technology Roorkee（印度理工学院鲁尔基分校）；University of Gothenburg（哥德堡大学）
本研究通过微磁学模拟，在CMOS兼容的W/CoFeB/MgO纳米窄条SHNO中实现了斜向磁场下高频非传播磁滴的鲁棒稳定，揭示了不同电流密度下磁滴的振荡行为及磁场对其传播特性的调控作用。
2026-08-19 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Spin-Orbit-Torque Driven Propagating Spin Waves
自旋-轨道力矩（SOT）可以驱动一类新兴微波器件中的持续自旋波（SW）自振荡，称为自旋霍尔纳米振荡器（SHNO），其具有高度非线性特性，在直接服从高速神经形态计算的频率下控制鲁棒的相互同步。然而，所有的演示都依赖于通过偶极耦合和/或直接交换相互作用的局部SW模式。由于纳米磁需要传播SW用于数据传输，并且可以使用SW干涉来实现附加的计算功能，所以SOT驱动的传播SW将是非常有利的。在这里，我们演示了垂直磁各向异性如何将磁纳米收缩中SOT驱动的自振荡频率提高到远高于SW间隙的水平，从而有效地产生场和电流可调的传播SW。我们的演示极大地扩展了SHNO的功能和设计自由度，使长距离SOT驱动的SW传播的纳米磁，SW逻辑和神经形态计算，直接与CMOS技术兼容。
2019-04-15 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
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
Ultra-low current 10 nm spin Hall nano-oscillators
本研究揭示Si衬底电流分流导致SHNO阈值电流缩放差，采用超薄Al₂O₃种子层和SiN涂覆p-Si衬底，实现10 nm宽度、低于30 μA阈值电流的振荡器，为节能神经形态计算铺路。
2023-05-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Optical heterodyne microscopy of operating spin Hall nano-oscillator arrays
本研究利用基频和参数泵浦两种光学外差检测技术，微观表征了不同材料自旋霍尔纳米振荡器的高频自振荡，并绘制了用于Ising机的相位二值化器件的自振荡幅度与相位图，为自旋电子计算技术的表征奠定了基础。
2024-06-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
