【技術實現步驟摘要】
本公開整體涉及微電子磁器件領域，并且具體涉及具有反鐵磁耦合輔助層的自旋扭矩振蕩器及其操作方法。
技術介紹
1、在許多電子應用中采用頻率在千兆赫范圍內的周期性脈沖圖案，諸如無線通信系統、雷達、無線網絡裝置、汽車通信裝置和聲音合成器。雖然在本領域中已知生成頻率大于10ghz的周期性脈沖的許多自旋扭矩振蕩器(sto)器件，但許多此類sto器件在振蕩頻率處具有寬的峰寬度和低q因子。
技術實現思路
1、根據本公開的實施方案，自旋扭矩振蕩器包括第一電極、第二電極和位于該第一電極和該第二電極之間的器件層堆疊。該器件層堆疊包括：包括第一鐵磁材料的自旋極化層、包括第三鐵磁材料的輔助層、位于自旋極化層和輔助層之間的包括第二鐵磁材料的鐵磁振蕩層、位于自旋極化層和鐵磁振蕩層之間的非磁性間隔層，以及位于鐵磁振蕩層和輔助層之間的非磁性耦合層。輔助層通過非磁性耦合層反鐵磁耦合到鐵磁振蕩層，并且輔助層具有耦合到鐵磁振蕩層的磁化的磁化。
2、在第一實施方案中，電磁體位于器件層堆疊附近，并且被配置為引導偏置磁場穿過器件層堆疊。在第二實施方案中，第一電極或第二電極中的至少一者包括具有固定磁化的鐵磁材料，并且包括鐵磁電極層和從鐵磁電極層朝向器件層堆疊突出的鐵磁柱，該鐵磁柱具有與器件層堆疊的側向寬度基本上相同的側向寬度，并且鐵磁電極層的側向寬度大于鐵磁柱的側向寬度，使得鐵磁電極層的環形水平表面圍繞鐵磁柱的基部，以在鐵磁電極層和鐵磁柱的接合部處提供凹口。
【技術保護點】
1.一種自旋扭矩振蕩器，包括：
2.根據權利要求1所述的自旋扭矩振蕩器，其中所述鐵磁振蕩層相比于所述自旋極化層具有更大的磁矩-厚度乘積。
3.根據權利要求2所述的自旋扭矩振蕩器，其中所述鐵磁振蕩層的磁矩-厚度乘積與所述自旋極化層的磁矩-厚度乘積的比率在1.2至5的范圍內。
4.根據權利要求2所述的自旋扭矩振蕩器，其中所述反鐵磁耦合輔助層相比于所述鐵磁振蕩層具有更大的磁矩-厚度乘積。
5.根據權利要求4所述的自旋扭矩振蕩器，其中所述反鐵磁耦合輔助層的磁矩-厚度乘積與所述鐵磁振蕩層的磁矩-厚度乘積的比率在2至10的范圍內。
6.根據權利要求1所述的自旋扭矩振蕩器，還包括控制電路，所述控制電路被配置為在所述第一電極和所述第二電極之間施加偏置電壓，以在所述第一電極和所述第二電極之間感應流經所述器件層堆疊的自旋電流。
7.根據權利要求6所述的自旋扭矩振蕩器，其中：
8.根據權利要求7所述的自旋扭矩振蕩器，其中當所述自旋電流流經所述器件層堆疊時：
9.根據權利要求8所述的自旋扭矩振蕩器，其中所述鐵
10.根據權利要求9所述的自旋扭矩振蕩器，其中：
11.根據權利要求1所述的自旋扭矩振蕩器，其中：
12.根據權利要求11所述的自旋扭矩振蕩器，其中：
13.根據權利要求1所述的自旋扭矩振蕩器，其中：
14.根據權利要求13所述的自旋扭矩振蕩器，其中：
15.一種周期性信號發生器，包括：
16.根據權利要求15所述的周期性信號發生器，還包括并聯配置的多個所述自旋扭矩振蕩器。
17.一種操作根據權利要求1所述的自旋扭矩振蕩器的方法，所述方法包括使自旋電流在所述第一電極和所述第二電極之間流經所述器件層堆疊，使得所述環形水平表面沿所述鐵磁柱的側表面產生雜散磁場，并且所述雜散磁場的豎直分量作為偏置磁場被施加到所述器件層堆疊的所述層。
18.根據權利要求17所述的方法，其中當所述自旋電流流經所述器件層堆疊時：
19.根據權利要求18所述的方法，還包括斷開所述自旋電流，使得：
20.根據權利要求18所述的方法，還包括將微波信號從所述自旋扭矩振蕩器提供到通信裝置。
...【技術特征摘要】
1.一種自旋扭矩振蕩器，包括：
2.根據權利要求1所述的自旋扭矩振蕩器，其中所述鐵磁振蕩層相比于所述自旋極化層具有更大的磁矩-厚度乘積。
3.根據權利要求2所述的自旋扭矩振蕩器，其中所述鐵磁振蕩層的磁矩-厚度乘積與所述自旋極化層的磁矩-厚度乘積的比率在1.2至5的范圍內。
4.根據權利要求2所述的自旋扭矩振蕩器，其中所述反鐵磁耦合輔助層相比于所述鐵磁振蕩層具有更大的磁矩-厚度乘積。
5.根據權利要求4所述的自旋扭矩振蕩器，其中所述反鐵磁耦合輔助層的磁矩-厚度乘積與所述鐵磁振蕩層的磁矩-厚度乘積的比率在2至10的范圍內。
6.根據權利要求1所述的自旋扭矩振蕩器，還包括控制電路，所述控制電路被配置為在所述第一電極和所述第二電極之間施加偏置電壓，以在所述第一電極和所述第二電極之間感應流經所述器件層堆疊的自旋電流。
7.根據權利要求6所述的自旋扭矩振蕩器，其中：
8.根據權利要求7所述的自旋扭矩振蕩器，其中當所述自旋電流流經所述器件層堆疊時：
9.根據權利要求8所述的自旋扭矩振蕩器，其中所述鐵磁振蕩層的所述磁化和所述輔助層的所述磁化是平面內磁化，所述平面內磁化彼此反平行并且平行...
【專利技術屬性】
技術研發人員：鄭元凱，高征，岡村進，J·弗賴塔格，
申請(專利權)人：西部數據技術公司，
類型：發明
國別省市：
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