自旋納米振蕩器研究取得突破

　　現代通訊技術的發展對微波器件的微型化、集成化、寬頻化、低功耗等方面要求越來越高，在通訊、雷達、導航、遙感、以及醫療等領域，微波振蕩器一直是微波系統不可替代的核心器件。然而，當前主流的微波振蕩器，包括耿氏二極管振蕩器、三極管振蕩器、石英晶體振蕩器等，受限于諸如工作頻率的調節范圍較小（<20%）、器件尺寸較大（微米量級）、很難實現微弱信號（微瓦以下）的高效檢測等問題，影響在未來新型通訊技術中的應用。

　　最近，由山東大學為主的研究團隊在國家重點基礎研究發展計劃的支持下，另辟蹊徑，針對磁性隧道結基的新型自旋納米振蕩器進行了系統研究。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，在自旋極化電流驅動下，實現了GHz高頻微波輸出，輸出功率接近微瓦量級，其微波特性可以通過電流和外磁場來有效調控。他們進一步通過優化器件幾何構型，利用形狀各向異性實現了無外磁場下微波穩定輸出。進而通過多個自旋納米振蕩器的串聯，顯著提升了微波輸出功率，并實現了自旋納米振蕩器微波的無線發射及檢測。目前，課題組正繼續進行人工反鐵磁基的自旋納米振蕩器攻關，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出體積小、易調控、兼容好、功耗低等優點，對信息科學及新材料等領域相關技術的發展有著較大的推動作用，對未來的信息技術發展將發揮重要支撐和理論指導作用。