Service de Physique de l'Etat Condensé

Synchronisation d'un réseau de nano-oscillateurs à transfert de spin

Les nano-oscillateurs à transfert de spin (dénommés ci-après STNO) sont des dispositifs de l'électronique de spin capables d'émettre une onde hyperfréquence monochromatique lorsqu'ils sont pompés par un courant polarisé en spin grâce au couple de transfert de spin (STT) [1,2] . Bien qu'ils offrentde nombreux avantages (agilité spectrale, intégrables sur un circuit onolithique, etc...), leur puissance d'émission est en général très faible.

Une solution est de développer un réseau de STNO couplés, tous synchronisés entre eux. Dans ce cas, la puissance d'émission varierait en N² où N serait le nombre d'oscillateurs. Le but de cette étude expérimentale est d'étudier les différents types de couplages pouvant induire une cohérence de phase entre oscillateurs. On utilisera pour cela une méthode originale de détection de la résonance magnétique directement inspirée des techniques de microscopie en champ proche, la MRFM [3,4]. Le principe de détection consiste à utiliser un micro-levier mécanique avec une sphère magnétique accrochée à son extrémité pour faire de la spectroscopie locale par résonance magnétique. Le SPEC est l'un des deux laboratoires dans le monde qui maîtrise cette approche. Outre sa sensibilité (environ 100 spins) l'outil est aussi capable d'imager la dynamique dans des dispositifs avec une résolution spatiale nano-métrique.

Ce projet de recherche s'inscrit dans le cadre des projets européens Mosaic et ANR P2N Spinnova.

[1] D. C. Ralph & M. D. Stiles, Spin transfer torques, J. Magn. Magn.  Mater. 320, 1190 (2008).
[2] A. Slavin & V. Tiberkevich, Nonlinear Auto-Oscillator Theory of Microwave Generation by Spin-Polarized Current. IEEE Trans. Magn. 45, 1875 -1918 (2009).
[3] O. Klein, et al., Ferromagnetic resonance force spectroscopy of  individual submicron-size samples. Phys. Rev. B 78, 144410 (2008).
[4] A. Hamadeh, et al., Autonomous and forced dynamics in a  spin-transfer nano-oscillator: Quantitative magnetic resonance force microscopy. Phys. Rev. B 85, 140408(R) (2012).
 

 

Maj : 26/02/2016 (2266)

 

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