Journal of Communications Technology and ElectronicsJournal of Communications Technology and ElectronicsРадиотехника и электроника0033-84943034-5901The Russian Academy of Sciences65067710.31857/S0033849424050088ILEVSBНАНОЭЛЕКТРОНИКАResearch ArticleRelated dynamics of magnetic vortexes in five-layer spintransfer nanooscillatorСвязанная динамика магнитных вихрей в пятислойном спинтрансферном наноосциллятореEkomasovE. G.ЕкомасовЕ. Г.
Russian Federation
georgij.antonow@yandex.ruNeradovskyD. F.НерадовскийД. Ф.
Russian Federation
georgij.antonow@yandex.ruAntonovG. I.АнтоновГ. И.
Russian Federation
georgij.antonow@yandex.ruFilippovaV. V.ФилипповаВ. В.
Russian Federation
georgij.antonow@yandex.ruUfa University of Science and TechnologyУфимский университет науки и технологийTyumen State UniversityТюменский государственный университет1505202469545546231012025Copyright ©; 2024, Russian Academy of SciencesCopyright ©; 2024, Российская академия наук2024Russian Academy of SciencesРоссийская академия наукhttps://innoscience.ru/0033-8494/article/view/650677

The influence of spin-polarized current and the number of magnetic layers on the coupled dynamics of vortices in small-diameter spin-transfer nanooscillators has been studied. Using the software package for micromagnetic modeling SpinPM, the dependence of the frequency on the current magnitude of the currents at which a stationary mode of coupled oscillations of three vortices is observed is found. For the case of three identical magnetic layers, the possibility of implementing different scenarios of coupled vortex dynamics is shown. It was found that numerical calculations for the case of three magnetic layers yield frequencies of stationary coupled oscillations that are lower than those predicted by theory. Built on effective equations for the coordinates of the vortex center.

Исследовано влияние спин-поляризованного тока и числа магнитных слоев на связанную динамику вихрей в спин-трансферных наноосцилляторах малого диаметра. Найдена с использованием пакета программ для микромагнитного моделирования SpinPM зависимость частоты от величины токов, при которых наблюдается стационарный режим связанных колебаний трех вихрей. Показана для случая трех одинаковых магнитных слоев возможность реализации разных сценариев связанной динамики вихрей. Получено, что при численном расчете для случая трех магнитных слоев получаются частоты стационарных связанных колебаний меньшие, чем предсказывает теория, построенная на эффективных уравнениях для координат центра вихря.

magnetic vortexspin-transfer nanooscillatornanocylindersмагнитный вихрьспин-трансферный наноосцилляторнаноцилиндрыЗвездин К.А., Екомасов Е.Г. // ФММ. 2022. Т. 123. № 3. С. 219.Wu J., Carlton D., Park J., Meng Y. // Nature Phys. 2011. V. 7. P. 303. DOI: 10.1038/nphys1891.Mironov V.L., Gribkov B.A., Fraerman A.A. et al. // J. Magn. Magn. Mater. 2007. V. 312. P. 153. DOI: 10.1016/j.jmmm.2006.09.032.Guslienko K. Yu., Han X.F., Keavney D.J. et al. // Phys. Rev. Lett. 2006. V. 96. № 6. P. 067205. DOI: 10.1103/PhysRevLett.96.067205.Bohlens S., Krüger B., Drews A., Bolte M. // Appl. Phys. Lett. 2008. V. 93. № 14. P. 142508. DOI: 10.1063/1.2998584 6.Nakano K., Chiba D., Ohshima N. et al. // Appl. Phys. Lett. 2011. V. 99. № 26. P. 262505. DOI: 10.1063/1.3673303 56.Grollier J., Querlioz D., Camsari K.Y. et al. // Neuromorphic Spintronics. Nat Electron. 2020. V. 3. P. 360. DOI: 10.1038/s41928-019-0360-9.Звездин А.К., Хвальковский А.В., Звездин К.А. // Успехи физ. наук. 2008. Т. 178. № 4. C. 436. DOI:10.1070/PU2008v051n04ABEH006508.Dussaux A., Georges B., Grollier J. et al. // Nature Commun. 2010. V. 1. P. 8. DOI:10.1038/ncomms1006Khvalkovskiy A.V., Grollier J., Dussaux A. et al. // Phys. Rev. B. 2009. V. 80. № 14. P. 140401. DOI:10.1103/PhysRevB.80.140401.Gaididei Y., Kravchuk V., Sheka D. // Int. J. Quantum Chemistry. 2010. V. 110. P. 8397. DOI: 10.1002/qua.22253.Ivanov B.A., Zaspel E. // Phys. Rev. Lett. 2007. V. 99. № 24. P. 247208. DOI: 10.1103/PhysRevLett.99.247208.Усов Н.А., Песчаный С.Е. // ФММ. 1994. Т. 78. № 6. С. 13.Guslienko K. Yu., Buchanan K.S., Bader S.D., Novosad V. // Appl. Phys. Lett. 2005. V. 86. № 22. P. 223112. DOI: 10.1063/1.1929078.Locatelli N., Naletov V.V., Grollier J. et al. // Appl. Phys. Lett. 2011. V. 98. № 6. P. 062501. DOI: 10.1063/1.3553771.Cherepov S.S., Koop B.C., Galkin A.Y. et al. // Phys. Rev. Lett. 2012. V. 109. № 9. P. 097204. DOI: 10.1103/PhysRevLett.109.139902.Locatelli N., Ekomasov A.E., Khvalkovskiy A.V. et al. // Appl. Phys. Lett. 2013. V. 102. № 6. P. 062401. DOI:10.1063/1.4790841Sluka V., Kakay A., Deac A.M. et al. // Nat. Commun. 2015. V. 6. P. 6409. DOI: 10.1038/ncomms7409.Locatelli N., Lebrun R., Naletov V. et al. // IEEE Trans. 2015. V. MAG-51. № 8. Article No. 4300206. DOI: 10.1109/TMAG.2015.2414903.Holmgren E., Bondarenko A., Ivanov B.A., Korenivski V. // Phys. Rev. B. 2018. V. 97. № 9. P. 094406. DOI:10.1103/Phys. rev.B.97.094406.Anam Hanif, Arbab Abdur Rahim, Husnul Maab // Physica B: Cond. Matt. 2023. V. 668. ArticleNo. 415203. DOI: 10.1016/j.physb.2023.415203.Екомасов А.Е., Степанов С.В., Звездин К.А., Екомасов Е.Г.//ФММ. 2017. Т. 118. № 4. С. 345. DOI: 10.7868/S0015323017020024Степанов С.В., Екомасов А.Е., Звездин К.А., Екомасов Е.Г.//ФТТ. 2018. Т. 60. № 6. С. 1045.DOI:10.21883/FTT.2018.06.45974.22MEkomasov A.E., Stepanov S.V., Zvezdin K.A., Ekomasov E.G. // J. Magn. Magn.Mater. 2019. V. 471. P. 513. DOI: org/10.1016/j.jmmm.2018.09.077.Екомасов Е.Г., Степанов С.В., Назаров и др.// Письма в ЖТФ. 2021. Т. 47. № 17. С. 26.Stepanov S.V., Nazarov V.N., Zvezdin K.A., Ekomasov E.G. // J. Magn. Magn. Mater. 2022. V. 562. P. 169758. DOI: 10.1016/j.jmmm.2022.169758.Lacoste B., Marins de Castro M., Devolder T. et al. // Phys. Rev. B. 2014. V. 90. № 22. P. 224404. DOI: 10.1103/PhysRevB.90.224404.Zaspel C.E., Galkina E.G., Ivanov B.A. // Phys. Rev. Appl. 2019. V. 12. № 4. P. 044019. DOI: 10.1103/PhysRevApplied.12.044019.Chun-Yeol You // J. Magnetics. 2012. V. 17. P. 73. DOI: 10.4283/jmag.2012.17.2.073.