凝聚态物理 > 中尺度与纳米尺度物理
[提交于 2025年8月26日
(v1)
,最后修订 2025年8月28日 (此版本, v2)]
标题: 室温下合成反铁磁自旋阀中自旋霍尔纳米振荡器动力学的巨磁电阻检测
标题: Room temperature giant magnetoresistance detection of spin hall nano-oscillator dynamics in synthetic antiferromagnetic Spin-Valve
摘要: 传统自旋霍尔纳米振荡器(SHNOs)由于铁磁层的低各向异性磁阻(AMR < 0.3%)而面临基本的功率限制。为解决这一问题,我们开发了一种合成反铁磁自旋阀(SAF-SV)异质结构[Ta/NiFe/Ru/NiFe/Cu/NiFe/Hf/Pt],该结构能够在室温下实现基于巨磁阻(GMR)的SHNO动态检测。NiFe/Ru/NiFe SAF参考层在自旋翻转状态下通过Cu间隔层与NiFe自由层耦合,实现了显著的GMR比率为0.568% - 表现出对磁场/电流方向的完全独立性。自旋转移力矩铁磁共振(ST-FMR)验证了通过Pt重金属层的直流电流可以有效调节自由层的铁磁共振线宽,同时保持与SAF层的解耦动力学。通过高热导率的SiC衬底和AlN覆盖层进行热管理,成功缓解了电流分流引起的焦耳加热。值得注意的是,在0.82 mA偏置电流下观察到稳定的自振荡峰,振荡频率可通过外部磁场调节,并在低磁场下表现出潜在的双模行为。这项工作为室温、高功率自旋电子振荡器建立了一个新范式,为神经形态计算和相干射频通信应用提供了重要的潜力。
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