基于磁畴壁传输的自旋波逻辑器件的研究

发布时间：2021-04-05 03:44

　　随着集成电路集成度的不断提高,传统的微电子器件发展已经遇到了瓶颈。因为当器件的设计尺度达到纳米量级时,这类以电子为信息载体的器件在信息处理和传输过程中产生的能量损耗将难以承受,因此需要寻找一种新器件来满足未来信息技术发展的需求。在众多的备选技术中,以自旋波为信息载体的磁振子器件,由于具有设计尺寸小、能量损耗低、传输速度快等特点,成为未来开发的新器件的有力竞争者。本文采用微磁模拟方法设计了一种新型的双层磁性薄膜波导,该波导能够通过交换耦合作用产生布洛赫型磁畴壁,并且能将自旋波限制在畴壁内进行传输。在详细研究了其传输特性的基础上,基于该波导设计了异或非门（XNOR gate）和非门（NOT gate）磁振子逻辑器件。本文首先通过微磁仿真软件构建了具有硬软磁双层膜结构的波导模型,然后通过外磁场使波导具有磁矩垂直面外分布的磁结构,并且在撤去外磁场后,软磁层能在与硬磁层间的交换耦合作用下形成稳定的布洛赫型磁畴壁。接着,本文对该波导施加正弦形脉冲激励,然后通过对波导单元格的二维傅里叶变换得到自旋波的色散曲线。进一步对色散曲线的研究表明:波导的畴壁传输通道能够对80GHz以下的自旋波进行传输,并且通... 

【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：65 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

磁振子器件主要组成部分输入信号波导输出信号

第一章 绪 论设计改变了材料的布里渊区分布情况，由于自旋波在布里渊区边界会产生布散射（Braggscattering），所以 MCs 会形成特殊的带隙结构[15-17]。而这些带隙散图中的分布位置、宽度和数量与磁振子晶体波导的结构和外部调制的方式相关，因此可以通过设计 MCs 波导结构和外部调制机制来构造具有特殊带隙的自旋波波谱[12, 18, 19]。

电子科技大学硕士学位论文乎为零，从而验证了这种磁畴壁型波导的可行性。另外，Garcia-Sanchez 等人也通过微磁模拟的方法研究了自旋波在奈尔型磁畴壁中的传输[22]。这些研究表明，未来可以侧重研究这种自偏置型磁畴壁型波导，为开发高处理速度、小型化的磁振子纳米系统提供了新的思路。


本文编号：3119073