自旋轨道矩驱动幅度频率可调式纳米振荡器制造技术

本发明专利技术的技术方案是提供了一种自旋轨道矩驱动幅度频率可调式纳米振荡器，其特征在于，包括被薄氧化势垒层隔开的两个铁磁层所构成的磁隧道结，并且该磁隧道结堆叠在底部重金属层上；通入重金属层的电流产生自旋流并作用于自由层磁矩，钉扎层与自由层的相对磁化方向变化即表现为接入电路的电阻阻值变化，进而产生微波信号。本发明专利技术将自旋轨道矩磁隧道结与电压调控磁各向异性效应相结合构建自旋纳米振荡器，以减少传统结构中由电流引起的欧姆损耗，并实现对振幅和频率的精确调控，满足新一代磁性振荡器件的低功耗、高频震荡、高可调性等性能需求。作为信源，该器件能通过控制不同输入端口的信号分别实现载波的频率调制与幅度调制。度调制。度调制。

【技术实现步骤摘要】
自旋轨道矩驱动幅度频率可调式纳米振荡器


[0001]本专利技术涉及一种磁性微纳器件。

技术介绍

[0002]自旋电子学除了固体设备中的基本电子电荷外还利用了电子的本征自旋及其相关的磁矩，被认为是解决硅基互补金属氧化物半导体(CMOS)技术相关的重大挑战性问题的可行方案。在过去的几十年中，因为无需磁场、仅利用自旋极化电流来激发持久的磁化翻转，自旋转移矩效应在自旋电子学领域受到了极大的关注。自旋转矩纳米振荡器(spin transfer torque nano
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oscillator，STNO)可产生高度可调谐的微波信号，亦显示出了特别的前景。这种自旋振荡器通常基于三层MTJ结构，以自旋极化电流引导纳米磁体中的自由磁性层的磁矩进动，结合磁电阻效应进而产生微波振荡输出。STNO的微型尺寸、与CMOS技术的高集成度和低功耗使其成为多频带多标准无线电系统中电流控制振荡器的良好候选者，但其功率输出较小、工作线宽过大也限制了其实际应用。自旋轨道耦合技术(spin orbit torque，SOT)则有望突破铁磁层自旋极化率对自旋转移矩效应电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自旋轨道矩驱动幅度频率可调式纳米振荡器，其特征在于，包括被薄氧化势垒层隔开的两个铁磁层所构成的磁隧道结，并且该磁隧道结堆叠在底部重金属层上，其中，两个铁磁层分别为钉扎层以及直接与重金属层相结合的自由层；通入重金属层的电流产生自旋流并作用于自由层磁矩，钉扎层与自由层的相对磁化方向变化即表现为接入电路的电阻阻值变化，进而产生微波信号；进行幅度调制时，维持通入重金属层的电流恒定，将消息信号以施加在磁隧道结上的VCMA电压的形式通入，利用VCMA电压与自由层磁矩指向的x轴投影的近似线性关系实现幅度调制，通过恒定的电流以及施加在磁隧道结上的外磁场产生稳定振荡信号；进行频率调制时，维持施加在磁隧道结上的VCMA电压恒定，VCMA电压不影响振荡频率仅提供降低磁矩翻转势垒，以通入重金属层的电流为消息信号实现频率调制，并通过施加在磁隧道结上的外磁场辅助达成铁磁层磁矩的高频振荡。2...

【专利技术属性】
技术研发人员：李晓扬，付震霄，杨雨梦，
申请(专利权)人：上海科技大学，
类型：发明
国别省市：