基于倾斜反铁磁体的THz频率自旋霍尔自振子
摘要：基于铂（Pt）层和具有易面各向异性的反铁磁体（AFM）层的分层结构，我们提出了一种太赫兹频率信号发生器的设计，在其中，反铁磁子晶格的矢量由Dzyaloshinskii-Moriya相互作用（DMI）在易面内倾斜。由于自旋霍尔效应，流经铂层的直流电流产生了垂直自旋电流，该电流注入反铁磁体层，使得DMI倾斜的反铁磁子晶格偏离了易面，从而暴露给反铁磁体的强内部交换磁场的作用。子晶格磁化，以及倾斜反铁磁体的小净磁化矢量$\mathbf{m}_{m DMI}$开始围绕反铁磁体的硬各向异性轴以与注入的自旋电流和反铁磁体交换场成比例的太赫兹频率旋转。小净磁化$\mathbf{m}_{m DMI}$的旋转导致太赫兹频率的二极辐射，可以直接由相邻的（例如介质）谐振器接收到。我们理论上证明了在实验可触及的驱动电流密度的幅度下，频率范围为$f=0.05-2$ THz的辐射频率是可能的，并评估了辐射到不同类型谐振器的信号功率，显示出该功率随频率$f$的增加而增加，并且对于电介质介电常数 $\varepsilon \sim 10$和品质因子 $Q \sim 750$ 的典型介质谐振器，在$f \sim 0.5$ THz处可以超过1 μW。
作者：O. R. Sulymenko, O. V. Prokopenko, V. S. Tiberkevich, A. N. Slavin, B. A. Ivanov, R. S. Khymyn
论文ID：1707.07491
分类：Applied Physics
分类简称：physics.app-ph
提交时间：2017-12-13