論文の概要: Nanoscale Mapping of Magnetic Auto-oscillations with a single Spin Sensor

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2406.15849v1
• Date: Sat, 22 Jun 2024 13:37:14 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-06-25 20:15:22.618722
• Title: Nanoscale Mapping of Magnetic Auto-oscillations with a single Spin Sensor
• Title（参考訳）: 単一スピンセンサを用いた磁気オートオシレーションのナノスケールマッピング
• Authors: Toni Hache, Anshu Anshu, Tetyana Shalomayeva, Rainer Stöhr, Klaus Kern, Jörg Wrachtrup, Aparajita Singha,
• Abstract要約: 磁場最小値の位置によって自己振動点が決定されることを定量的磁気メソメトリーで実験的に実証した。 オートオシレーションモードとスピン波ポテンシャル井戸の相互作用に関する洞察は、実際のデバイスの高度なエンジニアリングを可能にする。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
• Abstract: Magnetic auto-oscillations are damping-compensated magnetization precessions. They can be generated in spin Hall nano-oscillators (SHNO) among others. Current research on these devices is dedicated to create next generation energy-efficient hardware for communication technologies. However, the underlying physics governing the formation of auto-oscillation modes, their output power and line width in a single SHNO device have remained elusive so far. We image the sources of magnetic auto-oscillations in a metallic SHNO using a single spin quantum sensor. We directly measure the microwave field generated by an auto-oscillation spot at the nanoscale by driving the electron spin resonance transition of the sensor spin, enabling faster acquisition speed (100 ms/pixel). Instead of being defined by the points of the largest antidamping only, we experimentally demonstrate for the first time with quantitative magnetometry that the auto-oscillation spots are determined by the positions of the magnetic field minima. The latter act as local potential wells for confining spin-waves, thus supporting large amplitude auto-oscillations. By comparing the magnitude of the magnetic stray field at these spots, we decipher the different frequencies of the auto-oscillation modes. The insights gained regarding the interaction between auto-oscillation modes and spin-wave potential wells enable advanced engineering of real devices.
• Abstract（参考訳）: 磁気自己振動は減衰補償磁化前兆である。 これらはスピンホールナノオシレータ(SHNO)などで生成することができる。 これらのデバイスに関する現在の研究は、次世代の通信技術のためのエネルギー効率の高いハードウェアを作成することを目的としている。 しかし, 単一SHNOデバイスにおいて, 自動振動モードの形成, 出力出力, 線幅を規定する基礎物理学はいまだ解明されていない。 我々は、単一スピン量子センサを用いて、金属SHNO中の磁気オートオシレーションの発生源を画像化した。 センサスピンの電子スピン共鳴遷移を駆動することで、ナノスケールのオートオシレーションスポットが生成するマイクロ波を直接測定し、より高速な取得速度(100ミリ秒/ピクセル)を実現する。 最大反制振点のみによって定義されるのではなく,磁場ミニマの位置によって自己振動点が決定されることを定量的磁気メソメトリーで実験的に実証した。 後者はスピン波を閉じ込める局所ポテンシャル井戸として機能し、大きな振幅オートオシレーションをサポートする。 これらの点における磁場の大きさを比較することにより、自動振動モードの異なる周波数を解読する。 オートオシレーションモードとスピン波ポテンシャル井戸の相互作用に関する洞察は、実際のデバイスの高度なエンジニアリングを可能にする。

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