【技术实现步骤摘要】
自旋力矩振荡器三维串并联同步阵列、振荡器及制备方法
[0001]本专利技术涉及微波高频辐射源
，具体涉及一种自旋力矩振荡器三维串并联同步阵列、振荡器及制备方法。
技术介绍
[0002]纳米自旋力矩振荡器(Spin
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torque Nano
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oscillator,简称STNO)基本上由三个部分组成:1.铁磁自旋极化层；2.铁磁自由层；3.人工反铁磁信号检出层。其结构有两种，具体如下：
[0003]1.纳米柱型自旋阀/磁隧道结型振荡器工作原理简介:
[0004]如图1所示，当未自旋极化电子流经过P层(自旋极化层)后会产生沿P层磁化方向的自旋极化电子进入F层(自由层),之后又被F层产生的自旋极化携带了与F层平行的自旋方向。如果P和F层自旋方向不共线,则根据角动量守恒,自由层磁矩会从极化电子获得一个力矩(灰色箭头)使之平行于P层磁矩。另外,在非磁性金属层和F层的界面会产生与F层磁化相反的自旋极化反射电子作用于P层。粗黑色箭头代表辅助振荡起振的磁场h。在合适的电流及磁场作用下...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种自旋力矩振荡器三维串并联同步阵列的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：打造多个PERP
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STNO振荡器形成的二维并联矩形阵列作为一个基本单元；每个基本单元的各层的构造自下而上依次为：第一层：电极层(1)；第二层：具有垂直磁异向性之铁磁薄膜自旋极化层(2)，其磁化方向垂直于薄膜平面；第三层：非磁性层一(3)；第四层：具有水平各向异性的铁磁层一(4)，其薄膜厚度小于其边长，使磁化向量平行于该膜面；第五层：非磁性层二(5)；第六层：人工反铁磁复合信号检出层之磁化量方向平行于膜面的铁性层(6)；第七层：人工反铁磁复合信号检出层之非磁性金属层(7)；第八层：人工反铁磁复合信号检出层之磁化量方向平行于膜面但反平行于下方铁性层(6)的铁磁层二(8)，该层厚度比第六层厚用以抵销第六层对自由层产生的磁偶极散磁场；第九层：人工反铁磁复合信号检出层之丁扎下方铁磁层磁化方向的金属反铁磁层(9)；第十层：电极层(10)；在以上的各层薄膜制作好后，将铁磁层一(4)以上各层刻蚀成矩形排列的数个纳米圆柱，每一个纳米圆柱都是一个独立的PERP
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STNO振荡器，它们彼此的电路连接关系是并联。2.一种自旋力矩振荡器三维串并联同步阵列，其特征在于：包括多个PERP
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STNO振荡器形成的二维并联矩形阵列作为一个基本单元；每个基本单元的各层的构造自下而上依次为:第一层：电极层(1)；第二层：具有垂直磁异向性之铁磁薄膜自旋极化层(2)，其磁化方向垂直于薄膜平面；第三层：非磁性层一(3)；第四层：具有水平各向异性的铁磁层一(4)，其薄膜厚度小于其边长，使磁化向量平行于该膜面；第五层：非磁性层二(5)；第六层：人工反铁磁复合信号检出层之磁化量方向平行于膜面的铁性层(6)；第七层：人工反铁磁复合信号检出层之非磁性金属层(7)；第八层：人工反铁磁复合信号检出层之磁化量方向平行于膜面但反平行于下方铁性层(6)的铁磁层二(8)，该层厚度比第六层厚用以抵销第六层对自由层产生的磁偶极散磁场；第九层：人工反铁磁复合信号检出层之丁扎下方铁磁层磁化方向的金属反铁磁层(9)；第十层：电极层(10)；所述铁磁层一(4)以上各层刻蚀成矩形排列的数个纳米圆柱，每一个纳米圆柱都是一个独立的PERP
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STNO振荡器,它们彼此的电路连接关系是并联。3.根据权利要求2的一种自旋力矩振荡器三维串并联同步阵列，其特征在于：所述纳米圆柱半径为60纳米，最邻近圆柱间的边缘间距皆为等距，距离为15
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30纳米。4.一种如权利要求1所述的PERP
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STNO振荡器的制备方法，其特征在于：包括以下步骤，S11、将权利要求2所述的基本单元沿膜面垂直方向堆栈在分离的电极层上，分别形成垂直方向堆栈串联阵列，其自由层间距为60
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100纳米；
S12、阵列中在同一水平层的单元所有PERP
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STNO的人工反铁磁复合信号检出层之磁化量方向彼此平行；垂直方向的单元的人工反铁磁复合信号检出层之磁化量方向彼此反向排列；S13、将设定数量的单元阵列沿水平方向按设定距离排列；然后,在这指定单元阵列最上层加上一共用电极层使其形成一个桥接式串联阵列；S14、对于这个串并联复合的阵列,电流从左或右边底下的电极层注入。5.一种如权利要求1所述的PERP
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STNO振荡器的制备方法，其特征在于：包括以下步骤，S21、先制作电极层；S22、制作数个如权利要求2所述的基本单元做桥接式串联；最近...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈浩轩，李景明，王佑，王子岳，王子西，赵巍胜，
申请(专利权)人：北京航空航天大学合肥创新研究院北京航空航天大学合肥研究生院，
类型：发明
国别省市：
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