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自旋納米振蕩器研究取得突破

作者:宋檢 時(shí)間:2022-12-09 來源:互聯(lián)網(wǎng)

現(xiàn)代通訊技術(shù)的發(fā)展對(duì)微波器件的微型化、集成化、寬頻化、低功耗等方面要求越來越高,在通訊、雷達(dá)、導(dǎo)航、遙感、以及醫(yī)療等領(lǐng)域,微波振蕩器一直是微波系統(tǒng)不可替代的核心器件。然而,當(dāng)前主流的微波振蕩器,包括耿氏二*管振蕩器、三*管振蕩器、石英晶體振蕩器等,受限于諸如工作頻率的調(diào)節(jié)范圍較?。?lt;20%)、器件尺寸較大(微米量級(jí))、很難實(shí)現(xiàn)微弱信號(hào)(微瓦以下)的高效檢測(cè)等問題,影響在未來新型通訊技術(shù)中的應(yīng)用。

*近,由山東大學(xué)為主的研究團(tuán)隊(duì)在國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃的支持下,另辟蹊徑,針對(duì)磁性隧道結(jié)基的新型自旋納米振蕩器進(jìn)行了系統(tǒng)研究。研究人員通過生長具有垂直各向異性的磁性薄膜,利用微納加工技術(shù)制備出直徑約100納米厚度約40納米的自旋納米振蕩器,在自旋*化電流驅(qū)動(dòng)下,實(shí)現(xiàn)了GHz高頻微波輸出,輸出功率接近微瓦量級(jí),其微波特性可以通過電流和外磁場(chǎng)來有效調(diào)控。他們進(jìn)一步通過優(yōu)化器件幾何構(gòu)型,利用形狀各向異性實(shí)現(xiàn)了無外磁場(chǎng)下微波穩(wěn)定輸出。進(jìn)而通過多個(gè)自旋納米振蕩器的串聯(lián),顯著提升了微波輸出功率,并實(shí)現(xiàn)了自旋納米振蕩器微波的無線發(fā)射及檢測(cè)。目前,課題組正繼續(xù)進(jìn)行人工反鐵磁基的自旋納米振蕩器攻關(guān),有望將微波頻率拓寬至太赫茲水平。

該工作所研制的自旋納米振蕩器表現(xiàn)出體積小、易調(diào)控、兼容好、功耗低等優(yōu)點(diǎn),對(duì)信息科學(xué)及新材料等領(lǐng)域相關(guān)技術(shù)的發(fā)展有著較大的推動(dòng)作用,對(duì)未來的信息技術(shù)發(fā)展將發(fā)揮重要支撐和理論指導(dǎo)作用。

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